动态气孔计

人们面对病毒入侵，会通过佩戴口罩进行有效抵御。同样，植物也会通过调节气孔的开放和关闭来抵抗病原入侵。气孔关闭可减少水分流失并限制病原体进入，然而长时间关闭气孔，会导致植物光合作用以及蒸腾作用的减弱，水分的过度积累甚至会促进植物体内病原体的定殖。所以，植物其实也是需要在合适的时间“摘掉口罩”。那么，植物是如何动态调节气孔关闭和开放的？其背后的分子机理仍不清楚。今年5月，美国德州农工大学何平教授、单立波教授与山东建筑大学侯书国教授在Nature主刊合作发表了相关研究，发现了一类新的调控免疫和水分流失的分泌小肽SCREWs，阐明了SCREWs参与植物重新打开气孔的分子机制。这也是山东建筑大学首篇Nature主刊文章。植物基因里编码数以千计的小肽，而其中多数小肽的功能仍是未知的。一些小肽是植物免疫的细胞因子，被驻扎在细胞表面的受体激酶所感知。作者首先分析了拟南芥小肽合成基因的转录组学，发现受细菌鞭毛蛋白刺激时，一些小肽的合成会明显提高，并且这些小肽具有保守的C端（图1）。用这些小肽处理种苗后，发现小肽诱导激活了MAPKs（mitogen-activated protein kinases），及包括WRKY30，WRKY333，WRKY353和FRK1在内的多种PTI（pattern-triggered immunity）标志物的表达，并且证明了C端保守的两个半胱氨酸（CC）对诱导免疫反应十分重要。体内实验发现这些小肽直接决定了拟南芥是否易感染Pst DC3000（Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000）。由此作者鉴定这些小肽为一类新的植物细胞因子，被命名为SCREWs（SMALL PHYTOCYTOKINES REGULATING DEFENSE AND WATER LOSS）。图1 细胞因子SCREWs的序列比对作者的下一步是找到SCREWs的受体。受体激酶，特别是LRR-RKs（leucine-rich repeat receptor kinases）是很多内源肽的受体。作者筛选了拟南芥的受体激酶，发现NUT（AT5G25930）介导了SCREWs诱导的免疫反应。为了确定NUT是不是SCREWs的直接受体，作者使用Biacore T200，通过把NUT胞外域固定在CM5芯片上，SCREWs作为分析物流过芯片，检测得到SCREW1与NUT的亲和力达到12.95μM，SCREW2与NUT的亲和力达到6.23μM（图2）。图2 Biacore鉴定SCREWs的受体NUT（pH 7.5）为了更加接近体内的环境，作者同样使用Biacore方法检测了pH5.7条件下SCREWs与NUT的亲和力，发现在非原质体的pH条件下，SCREWs与NUT的亲和力基本一致（图3）。图3 Biacore检测非原质体酸碱条件（pH 5.7）下SCREWs与NUT亲和力前面提到，SCERWs羧基端的保守半胱氨酸对诱导免疫十分重要，这里作者同样用Biacore做了体外实验的验证，结果发现保守区域半胱氨酸的突变会使SCREWs与NUT的亲和力显著降低（图4）。由此，藉由Biacore完整、可靠的实验结果，作者确定了NUT就是SCREWs的受体。图4 关键氨基酸的突变使SCREWs与NUT的亲和力显著降低很多LRR-PKs的受体都是BAK1和相关的SERKs，利用免疫沉淀实验发现SCREW会刺激NUT-BAK1复合物的产生后，作者同样使用Biacore检测SCREW2-NUT-BAK1三元的结合（图5）。同样把NUT胞外域固定在CM5芯片上，分析物则设置固定浓度的BAK1预混多浓度的SCREW2，并且检测NUT与单独BAK1的结合试验作为对照。结果发现，BAK1的存在显著提高了NUT和SCREW2的亲和力，达到了0.38μM。图5 Biacore检测SCREW2-NUT-BAK1三组分的结合除了调控免疫，作者还发现SCREW-NUT可以调控植物的水分流失。植物缺水时，ABA会促进气孔的关闭，调控植物的水分利用和耐旱性。作者发现，SCREW-NUT通过调控ABI（ABA INSENSITIVE）的磷酸化，导致ABI磷酸酶对OST1（OPEN STOMATA 1，一种介导ABA和MAMP诱导的气孔关闭的关键激酶）的活性增加，降低S型阴离子通道的活性，最终抑制气孔关闭。总结图6 文章整体研究思路综上所述，团队首次发现了植物应对病原体侵染或水分缺失时，会通过SCREWs-NUT来控制气孔的重新开放。SCREW-NUT系统广泛分布于双子叶和单子叶植物中，说明本研究在优化植物对非生物和生物胁迫的适应性方面有重要作用。Biacore作为分子互作的金标准，轻松应对信号通路的二元，三元体系研究，在研究植物生长发育和抗逆的信号通路，转录调控等方面，深受广大农业和植物科学家的信赖。Biacore可靠的实验数据，加上科学家创新又严谨的研究思路，定会加速我国科学家们在农业和植物领域的科研进展，巩固我们在此领域的领军地位。Biacore，for a better life参考文章：Liu, Z., Hou, S., Rodrigues, O. et al. Phytocytokine signalling reopens stomata in plant immunity and water loss. Nature 605, 332–339 (2022).

强制对流干燥箱（烘箱）是一种常用的仪器设备，主要用来干燥样品，也可以提供实验所需的温度环境.干燥箱应用与化工，电子，铸造，汽车，食品，机械等各个行业.强制对流干燥箱工作原理：强制对流干燥箱内除了加热管路外，还增加了风机，作用是使干燥箱内的空气水平或垂直对流循环，不断循环加热的同时也使箱内温度更加均匀。强制对流干燥箱上都有通气孔腔体内的热空气可对潮湿的试样物品加热，水分也会因加热变成水蒸气混入热风中。风机在不影响工作室内温度的情况下，从独特设计的进风风道中不断的吸入一部分箱外新鲜空气进入箱内加热循环，箱内吸入一定体积的外部气体的同时，会有相同体积带有水蒸气的废气从排气孔中排出箱外。箱内外的空气交换量(或排废气速率)可通过改变出气孔的大小来调节。通过室内外空气的不断交换，水分也被带出箱外，从而达到干燥的目的。

2020年，LI-COR公司开发出LI-600荧光-气孔测量仪，凭借其准确的数据，高效的测量能力，迅速得到了学术界的广泛认可。然而，LI-600并不适用于针叶测量。为此LI-COR潜心钻研，于今年正式发布了LI-600N针叶/狭叶荧光-气孔测量仪。下面，咱们就一起来了解一下吧！LI-600N 针叶/狭叶荧光-气孔测量仪“嗖的一下，测量完毕”5-15s测量针叶或狭叶的气孔导度和叶绿素荧光参数。最适合大样本调查，不改变环境条件：如光照、气温、CO2浓度、VPD等。“Perfect method results to accurate data ”开路差分式测量原理（详见下文）。“你设标准，我采数据”仪器会根据用户预先设置的稳定性标准智能Log数据。“单手持握，一键采集”全机仅重1.46斤，仅需点击一个按键，就可以完成对叶片蒸腾速率、气孔导度、叶绿素荧光参数的同步测量。开路差分式测量针叶/狭叶气孔导度首先，LI-600N测量进出样品腔室的空气流速和水汽浓度来量化叶片蒸腾速率E。之后，根据蒸腾速率E和叶片内外的水汽浓度梯度，计算叶片对水汽的总导度gtw。最后，将总导度 gtw中的叶片边界层导度gbw扣除，得到叶片的气孔导度gsw。“针叶气孔导度低，不好测？” 直接上数据！图1. 温室生长的4株不同落叶松（Pinus taeda）苗木；光合有效辐射150-200 µ mol m-2 s-1 ；两种水分处理：充分灌溉（WW）和水分胁迫（WS）；n=4。图2. 使用LI-600N，在晴天测得的Pinus mugo针叶的气孔导度（gsw）和PSII的量子产率（PhiPS2），n=3。图3. 在光强为670 µ mol m-2 s-1时，对温室生长的Buffalograss（Bouteloua dactyloides）单叶进行的 Multiphase Flash&trade (MPF) 测量。LI-600N，让我们有能力更准确、快速的评估针叶/狭叶的气孔导度！

LI-600是一款同时测量气孔导度和脉冲调制式（PAM）叶绿素荧光的紧凑型仪器，它能够测量同一叶片的同一区域。LI-600设计的初衷是用于快速、精准调查环境条件下植物的蒸腾、光合变化，为科学家提供野外调查植物生理相关参数的变化情况。仪器可以在参数稳定时自动记录测量值，也可通过按钮手动测量。主要特点快速调查使用方便● USB—充电数据下载● 日光下清晰可见的显示屏，显示仪器的状态，实时读数，以及最近的测量结果● 条形码扫描器直接读取样品信息，减少手工错误● 内置可充电电池，持续工作8小时以上● 人体工程学设计及轻巧的外观，方便握持● 几秒钟即完成测量持续测量数据可靠● 红外温度传感器可快速准确测量叶片温度● 内置光量子传感器记录叶片附近环境的光合有效辐射● 自动，或手动匹配相对湿度传感器确保测量真实的差值● 柔软的垫圈材料贴合叶片，以尽量减少扩散和大流量泄漏● 自动漏气检测，确保准确测量孔径内叶表面技术参数 测量时间： 气孔导度：典型5~15S，取决于物种、叶片表面特性，以及叶片健康状况 叶绿素荧光：1s 工作环境： 温度：0~50℃ 气压：50-110kPa 湿度：0~85%RH，无冷凝 重量： 0.68kg（仅气孔计）；0.73kg（含荧光仪） 尺寸： 32.4 cm x 16.9 cm x 6.2 cm (L x W x H) 显示： 尺寸：对角线6.8cm 分辨率：400 × 240 像素；单色，日光下可读 键盘： 5键 电池： 内置锂电池 工作时长：典型8小时 电池容量：5200mAh 充电时间：典型3.5小时，Qualcomm Quick Charge™ 2.0 或 3.0可2小时快充 数据存储容量： 128MB USB技术参数： 通讯及充电接口：Micro-USB Qualcomm Quick Charge™ 2.0或3.0快充 通用充电适配器： 输入：90~264VAC； 50~60Hz 输出：5VDC；1Amp 配置软件： Windows 及 MacOS应用程序 数据文件： 与任何电子表格应用程序或数据分析程序兼容的纯文本数据，输出：csv格式 条码扫描器： 1D和2D CODE 39,COD 128 PDF417 100% UPC 数据矩阵；二维码 光合有效辐射测量： 单位：光量子通量密度（PPFD）；μmol m-2 s-1 校准准确度：读数的±10%，NIST可追溯， 余弦校正：余弦校正至60°入射角 气孔导度测量测量孔：0.75cm直径流速：低75μmol/s, 中100μmol/s,高150μmol/s相对湿度传感器准确度：±2%参考温度：±0.2℃叶片温度传感器准确度：±0.5℃进气流速测量：读值的±1%@75~150μmol/s出气流速测量：全量程的±5%，上限150μmol/s测量参数气孔导度gsw（mol m-2 s-1）；边界层导度gbw（mol m-2 s-1）；总导度gtw（mol m-2 s-1）；蒸腾速率 E（mol m-2 s-1）叶室水汽压VPcham（kPa）；参考水汽压VPref（kPa）；叶片水汽压VPleaf（kPa）；饱和水汽压亏缺 VPDleaf（kPa）参考腔室水汽浓度H2Oref（mmol/mol） 样品腔室水汽浓度H2Osamp （mmol/mol） 叶片水汽浓度H2Oleaf（mmol/mol）荧光计技术参数饱和闪光类型：矩形饱和闪光和多相饱和闪光（MPF）测量光峰值波长：625nm峰值光强：0-10000μmol m-2 s-1饱和闪光强度：0-7500μmol m-2 s-1LED风险组：符合IEC 62471:2006的豁免组。LED不会造成任何光生物危害可获取参数Fo 暗适应下最小荧光信号值Fm 暗适应下最大荧光信号值Fv/Fm 潜在最大光化学量子效率F 实时荧光信号值Fs 光下稳态荧光信号值Fo’光下最小荧光信号值Fm’ 光下最大荧光信号值φPSII 实际光化学量子效率ETR 电子传递速率Fv’/Fm’ 既定光强下光系统II最大光化学量子效率Fq’/Fv’ 即qP，光化学淬灭系数NPQ 非光化学淬灭qN非光化学淬灭系数qE非光化学淬灭快相组分qI非光化学淬灭中光抑制淬灭组分qL光系统ll反应中心开放比例（湖泊模型）可选配置PF型气孔-荧光仪 P型气孔计(日后可以加配600-01F 荧光仪升级套装，成为PF型)产地与厂家:美国LI-COR公司创新点：LI-600是一款同时测量气孔导度和脉冲调制式（PAM）叶绿素荧光的紧凑型仪器，它能够测量同一叶片的同一区域。LI-600设计的初衷是用于快速、精准调查环境条件下植物的蒸腾、光合变化，为科学家提供野外调查植物生理相关参数的变化情况。仪器可以在参数稳定时自动记录测量值，也可通过按钮手动测量。LI-600 气孔-荧光速测仪

产品描述：DC4210-N 动态校准仪是华电智控根据现有气体在线监测行业的需求自主研发的一款高精度气体校准仪，设备通过质量流量计控制输出不同比例的流量，实现配置不同的气体浓度，主要应用于VOCs在线监测设备、环境空气监测设备的标定与气体质量控制。产品特点：? 高精度进口质量流量计控制配比，可靠性高，重复性好，零漂小；? 7寸触摸屏显示，菜单式结构，操作简单方便；? 稀释范围广，可实现1:1000的样气稀释比例；? 支持多种气体同时稀释，响应速度快，满足现场标定需要；? 全过程软件自动控制，实时监控气体流量和气体浓度值；? 具有自动清洗功能，根据程序设定自动执行管路清洗；? 具有开机自检功能，设备异常时发出报警提示；? 所有气路采用惰性化材料，维护量少，维护费用低。技术参数：? 环境温度：5℃~50℃? 精度保证温度：15~35℃? 相对湿度：＜85%RH? 电源：AC220V±22V,50Hz? 外形尺寸：标准4U结构? 重量：6Kg? 响应时间：10s? 稀释比例：1:1000(可扩展)? 精度：±1.0%S.P.( ≥30%F.S.)? ±0.3% F.S. ( 30%F.S.)? 线性精度：±0.5% F.S. ? 重复性：±0.2% F.S. 创新点：U相结构设计，体积小，重量轻进口质量流量计，精度高，控制稳定可进行多气体稀释可与CEMS设备VOC设备同步联用，实现在线稀释、连续标定动态校准仪动态稀释仪标定稀释仪

“生物样品控温离心实验常见的离心温度为4℃或7℃，如何能提供一个稳定的控温环境是这类离心实验的关键因素之一。奥豪斯FC5000系列冷冻离心机为您提供了预制冷(Pre-cooling)功能, 在运转中实现动态控温，给样品提供更稳定的离心环境温度。何为动态控温？我们设置您需要的温度如7℃，并在无样品状态下低速运行设备，边运转离心边降温。动态控温的好处是什么？冷冻离心机和冰箱制冷原理类似，同样的也会出现结霜的现象，长时间的待机制冷或者控温制冷不离心，在室内湿度较大时，腔内会大量结霜，甚至转子体和电机轴结冰。使设备无法正常使用。奥豪斯离心机低速运行动态制冷功能，助您告别结霜造成转子结冰出现碎渣的问题。钻木取火的故事家喻户晓，其实电机在高速运转的过程也会产生大量的热量，导致离心腔体内温度升高，我们使用动态控温预制冷(Pre-cooling)功能时，当温度稳定在设定温度时，已经抵消了部分由于电机散热造成的温升可以更大化地提升离心实验时离心腔体温度控制的稳定性。FC5000预制冷(Pre-cooling)功能，双键落下，温度尽在掌握！奥豪斯集团成立于1907年，拥有遍布各地的营销、研发和生产基地。通过不断为各地用户提供优质的称量产品与完善的应用方案，奥豪斯产品已遍及环保、疾控、食药、教学科研、食品、新能源和制药工业等各种应用领域，赢得了广泛的认可与青睐。我们致力于提供符合各国安全、环境及质量体系的产品，涵盖电子天平、台秤、平台秤、案秤、摇床、台式离心机、加热磁力搅拌器、涡旋振荡器、干式金属浴、实验室升降台和电化学产品等。

p　　strong系统概述/strong/pp　　污染源监测设备动态管控系统软件综合利用物联网、大数据、监测数据智能分析模型，在现有污染源自动监控系统的基础上，改进自动监测数据监控方式，实现自动监测设备监测数据、工作参数、运行状态“三同时”监控，从技术上屏蔽通过软件进行污染源自动监控数据作假行为，在减轻环境监测、监察工作量的同时，实现对污染源自动监控设备的有效监管，提高在线监测数据质量。/pp　　strong系统界面/strong/pp style="text-align: center "strongimg src="http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/7a653070-72b3-4dbf-973a-744d42752bbb.jpg" title="信息板_副本1.jpg"//strong/pp style="text-align: center "图 信息看板/ppbr//p

气孔是植物与外界环境进行物质和信息交换的窗口。气孔通过感应和解码多种外界环境信号如干旱、CO2和臭氧等，介导植物对外界环境的适应过程。此外，气孔还是病原微生物的入侵通道，参与植物抗病的免疫响应。气孔控制植物CO2摄取和水分蒸腾散失，其开闭受到高度严格的调控。因此，植物气孔感应重要外界信号分子的机理解析对作物抗旱、粮食稳产和解决水资源短缺具有重要意义。 气孔由特化的护卫细胞形成，通过解码各种不同的外界环境信号，整合为护卫细胞的膨压变化来调控气孔开闭。护卫细胞膨压变化主要通过胞内离子跨膜转运实现，受到多个不同信号通路调控。两种关键离子通道SLAC1和QUAC1位于多个调控通路的交汇点，分别介导护卫细胞慢型（S）和快型（R）阴离子电流。护卫细胞阴离子外流是启动气孔关闭的关键步骤，其如何感知、解码和响应不同外界环境信号的分子机理和动态过程尚不清楚。 中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员陈宇航研究组通过冷冻电镜技术解析了高等植物SLAC1的三维结构，并进一步应用电生理学技术系统地鉴定了SLAC1通道的关键磷酸化位点，为阐明SLAC1激活的分子机理奠定了基础。相关研究成果以Structure and activity of SLAC1 channels for stomatal signaling in leaves为题，发表在PNAS上。论文第一作者为陈宇航研究组学生邓亚楠。论文通讯作者为遗传发育所陈宇航、哥伦比亚大学教授Wayne Hendrickson和Oliver Clarke。研究工作获得遗传发育所研究员谢旗、汪迎春和博士黄夏禾，生物物理所博士王权等的帮助，并得到中科院战略性先导科技专项、国家重点研发计划和国家自然科学基金项目的资助。 控制气孔关闭关键离子通道SLAC1冷冻电镜结构和电生理学研究A. 气孔开关调控的分子网络；B. SLAC1单颗粒冷冻电镜研究；C. SLAC1三维结构；D. SLAC1关键磷酸化位点的电生理学分析

p style="text-align: justify text-indent: 2em "近日，中国科学院过程工程研究所采用原位扫描电镜技术观察银颗粒结晶过程，揭示了动态浓度场对材料结构生长过程的调控规律，建立了材料表界面介科学研究的方法，为材料结构定向合成提供了理论指导，相关研究工作发表在Research。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 14px color: rgb(127, 127, 127) "(DOI:10.34133/2020/4370817)/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "材料结构具有多样性和复杂性，针对特定功能的材料结构定向合成和规模化制备是一个挑战性问题。受反应和传递过程影响，在材料生长界面前端存在着动态微环境（界面浓度场或温度场等），动态微环境与材料生长界面的实时影响和交互调控是传统结晶理论预测的盲区。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "过程工程所研究员韩永生团队长期开展材料表界面介科学研究，提出了表界面浓度场是材料结构生长过程的关键控制机制，通过反应速率和传质速率调控界面浓度场，合成了不同形貌的纳米颗粒，验证了界面浓度场对材料结构的调控作用，发展了基于反应-传质调控的材料结构定向合成方法。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "在此基础上，研究团队采用原位电镜研究了动态浓度场对材料结构的实时调控作用。在扫描电镜中引入原位液体池，当电子束扫描样品时激发水分子产生还原性物质（水合电子）和氧化性物质（羟基自由基）等，采用有限元模拟方法，量化还原态水合电子和氧化态羟基自由基的浓度，并将浓度场的实时变化与材料结构生长过程进行关联，发现反应物质浓度的时空动态变化导致银颗粒的可逆变化，验证了动态浓度场对材料结构生长过程的调控作用。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "据研究人员介绍，材料的生长表面及其周围的动态浓度场共同构成了材料表界面的介尺度结构，这种介尺度结构不但存在于材料生长过程，也存在于多相反应过程中，对反应的选择性和效率具有重要影响。因此揭示材料表界面介尺度结构的控制机制和稳定性条件，是材料定向合成和反应定向调控的关键，有望成为材料科学研究的前沿。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "该研究得到国家自然科学基金委“多相反应过程中的介尺度机制及调控重大研究计划”培育项目和集成项目以及多相复杂系统国家重点实验室项目支持。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "a href="https://spj.sciencemag.org/research/2020/4370817/" target="_self"strongspan style="text-indent: 2em color: rgb(0, 112, 192) "文章链接/span/strong/a/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/2ad4ea5f-09ac-4850-b62d-9b94dc360531.jpg" title="银颗粒的动态可逆结晶过程.jpg" alt="银颗粒的动态可逆结晶过程.jpg"//pp style="text-indent: 0em text-align: center "strong银颗粒的动态可逆结晶过程/strong/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/740ed6e2-3437-4bc5-90a0-140ed5104c2a.jpg" title="采用原位扫描电镜观察了银颗粒的动态结晶过程，揭示了动态浓度场对材料结构的实时调控作用.jpg" alt="采用原位扫描电镜观察了银颗粒的动态结晶过程，揭示了动态浓度场对材料结构的实时调控作用.jpg"//pp style="text-align: center "strong采用原位扫描电镜观察了银颗粒的动态结晶过程，揭示了动态浓度场对材料结构的实时调控作用/strong/p

拥有主动变形能力的三维可变形结构在自然界中广泛存在，可有效提高生物对复杂环境的适应性。受这一特性启发，研究人员已开发了多种基于水凝胶、液晶高分子、硅胶弹性体等的软材料体系，在外界不同条件的刺激下（如化学溶剂、温度、酸碱度、光等），实现了各式三维结构的可控形貌变换（Nature 2021, 592, 386；Nature 2019, 573, 205；Nature 2017 , 546, 632)。 但是，目前已有的方案主要基于软材料形貌的准静态调制，如何实现多种尺度下多模态各向异性形貌与结构的动态调控，非常具有挑战性。近期，香港中文大学张立教授团队与哈尔滨工业大学（深圳）金东东副教授，联合香港城市大学张甲晨教授、中国科学技术大学王柳教授，提出了一种新型的软材料结构动态形貌调控方法。该团队结合硬磁性颗粒与弹性体制备得到磁性弹性体，并使其在一端受限的条件下溶胀产生可控的屈曲结构，接着加以磁化形成各向异性的三维磁畴分布。得到的磁性弹性体在外界可编程磁场的驱动下，能够实现多模态三维形貌的动态可控变换，在微流体操纵、软体机器人等领域中具有广阔的应用前景。相关研究成果以 “Dynamic morphological transformations in soft architected materials via buckling instability encoded heterogeneous magnetization” 为题发表在国际著名期刊《Nature Communications》。 图 1. 条带形与晶格状磁性弹性体的动态形貌调控示意图。如图1所示，该研究首先将未充磁的钕铁硼微颗粒掺入硅胶弹性体前驱体中，在亲水修饰的玻璃基底上固化形成一端固定的条形或晶格结构。接着将其置于与硅胶极性相似的有机溶剂中（如甲苯、正己烷等），由于溶剂分子被弹性体吸收并扩散至高分子网络中，引发磁性弹性体的溶胀行为。但是，由于一端受到基板约束，磁性弹性体溶胀形成的轴向压缩力只能使其非均质变形，最终产生屈曲结构。屈曲结构的具体三维形貌可通过弹性体的三维尺寸、人造缺陷乃至晶格连接方式进行精准调控。此后，将屈曲变形的磁性弹性体置于强脉冲磁场下（约2.5T）磁化，再浸泡于不相溶的溶剂中（如乙醇）收缩至原始的条形或晶格结构，能够得到一定程度上“记忆”屈曲变形形貌的三维磁畴分布。此时，施加不同强度、方向或梯度的外加驱动磁场，磁性弹性体基于内部磁畴与外加磁场的磁偶极相互作用，便可产生如波浪、褶皱等的多模态动态三维变形。这种基于不稳定性屈曲变形设计并排布软材料内部磁畴取向（即“磁编程”）的方法，无需额外的模板设计与辅助，便可快速实现各向异性的非均匀磁化分布的。结合外加可调制磁场的精准驱动，能够产生自由度远超准静态形貌调制的多模态动态形貌变换。此外，如图2所示，为了阐明磁性弹性体的调控机制，该研究团队开发了一套分析模型与有限元计算方法，在条形和晶格结构屈曲变形、充磁乃至磁控变形的过程中，可有效反映并预测各参数对动态形貌的影响行为，可为今后磁性软体材料的设计和开发提供一定参考。 图 2. 屈曲变形编码的磁性弹性体的理论分析模型。（a-b）条带形与晶格状磁性弹性体的屈曲变形模型。（c-d）条带形磁性弹性体的理论与实际屈曲变形行为。（e）条带形磁性弹性体的磁化与磁驱动变形模型。（f-g）条带形磁性弹性体在不同几何尺寸与连接条件下的理论与实际屈曲变形行为。（h-i）条带形磁性弹性体的理论与实际磁畴取向分布。（j）条带形磁性弹性体的理论与实际磁驱动变形行为。最后，通过利用各式屈曲变形产生的不同微流体行为（如定向流体、混合流体、涡流），该研究结合高精度3D打印技术（nanoArch S130，摩方精密）制备的微型模板、微流控芯片和尺寸定制的微颗粒，成功将磁性弹性体用于液滴的可控融合与精准操控（图3），颗粒的尺寸筛选，微液滴的富集检测，微流控的混合增强，以及软体机器人的可控驱动（图4）。总之，香港中文大学张立教授团队与哈尔滨工业大学（深圳）金东东副教授提出了一种利用屈曲不稳定现象编码的新型磁编程方式，用以实现软材料结构形貌的动态调控，为今后磁性软材料跨尺度的多模态变形行为提供了一种研究手段，有助于今后更好地理解自然界中复杂形貌变换的潜在机制，拓展可变形结构在格式工程领域的应用价值。 图 3. 屈曲变形编码的条形磁性弹性体在外加驱动磁场下的动态行为。a-c. 不同磁场参数下产生的不同微流体分布。d-e. 在液滴融合与可控运输中的应用。 图 4. 屈曲变形编码的磁性弹性体在微颗粒尺寸筛选（a），微液滴富集检测（b），微流控辅助混合（c），软体机器人运动控制（d）中的应用示例。

中山大学电子与信息工程学院、光电材料与技术国家重点实验室的李朝晖、沈乐成团队提出了一种可在强散射动态活体内实现光学聚焦的波前整形技术。该技术结合时间反演超声编码原理，能够在相机单次曝光的条件下实现散射光场的重新聚焦，平均单模式调控时间可降低至29 ns。该团队利用该系统成功演示了穿透约5.1 mm厚度的活体成年斑马鱼的动态聚焦过程。该工作以“High-speed single-exposure time-reversed ultrasonically-encoded (TRUE) optical focusing inside dynamic scattering media”为题发表在了Science Advances。在生物光子学中，光在散射组织内的聚焦能力对于光学成像、光学控制以及光学治疗等领域具有至关重要的意义。然而，生物组织中折射率的不均匀性会造成光的散射，导致光在生物软组织内的聚焦深度被限制在了约1毫米左右。为了解决这一难题，波前整形技术通过空间光调制器等器件对入射光场进行相位预补偿，结合超声引导星在生物组织内提供的对比度机制，能够克服散射效应实现组织内的光学聚焦。然而，生物活体存在的呼吸、血流、心跳等动态生理过程限制了波前整形系统的有效调控时间窗口。因此，缩短整形系统中的平均单模式调控时间，对于面向生物活体应用的波前整形技术极为迫切。针对上述难题，该研究团队设计了一种可对抗动态活体散射的高速波前整形系统，如图1所示。该系统利用聚焦的超声波作为引导星，同时通过在空间光调制器上预加载四进制相位编码掩模，使得相机只需要单次曝光便可以通过高效的算法完成相位的准确提取。此外，该系统利用GPU对数据进行并行处理，使得对于具有百万像素的相位重构时间缩短至1.3 ms。通过上述技术，所研发的高速波形整形系统能够在8.1 ms内完成5.2×105个有效空间模式的完整调控，平均单模式调控时间约为29ns，较之前最快的系统提升了3倍多。图1 (A) 可对抗动态活体散射的高速波前整形系统示意图；(B) 待测散射光场散斑图； (C) 四进制相位编码掩模； (D) 重建后的相位图。 通过该系统，研究人员成功演示了穿透约5.1 mm厚的活体成年斑马鱼的动态聚焦过程（图2）。该工作展示了高速单次曝光的动态散射介质内部光聚焦系统在生物活体内部聚焦时的优越性能，为波前整形技术在活体生物组织的生物医学应用迈出了重要一步。 图2（A）系统在约5.1 mm厚的活体成年斑马鱼的聚焦演示实验；（B）相机拍摄到的内部焦点。

近日，中科院大连化学物理研究所研究员徐兆超团队发展了聚集体调控探针，解决了以往蛋白标签荧光探针在超分辨成像应用中缺乏对多种细胞器通用性标记的问题。相关研究成果已发表于《聚集体》。　　纳米尺度下细胞器与亚细胞器动态行为的监测与解析对于生命进程的解密至关重要。徐兆超团队前期针对溶酶体内酸性微环境设计合成了溶酶体自闪染料，并借助单分子定位显微镜（SMLM）实时监测了溶酶体运动并发现4种溶酶体间相互作用模式，针对脂滴内部高度疏水环境设计了缓冲脂滴探针，实现了脂滴的稳定超分辨成像并发现脂滴融合的新模式。该团队构建的SNAP蛋白标签探针还克服了传统线粒体探针易受电位波动而脱靶的问题，实现了对线粒体的稳定标记和动态超分辨成像。　　然而，蛋白标签荧光探针依然面临细胞渗透性差的问题，特别是探针在细胞内局域分布使得单一探针难以具有对多种细胞器广谱性标记的性能。对此，该团队发展了具有“单体—二聚体—聚集体”多体系动态调控的SNAP蛋白标签探针BGAN-Aze，该探针在细胞外形成荧光淬灭的纳米聚集体而具有快速穿透细胞膜和在细胞内广泛分布的能力，在细胞内以单体的形式与目标蛋白共价连接，并伴随荧光的恢复，最终实现细胞内多种细胞器选择性荧光识别与细胞器亚结构的动态超分辨成像。　　此外，研究发现BGAN-Aze为不带电荷的中性分子，可保持高度的细胞渗透性与生物相容性，能够实现纳米尺度下对细胞膜、线粒体、细胞核等多种细胞器亚结构的长时间追踪。　　该探针基于遗传编码技术，实现了细胞内多种细胞器选择性荧光识别的广谱应用性，并且实现了细胞器亚结构的动态超分辨成像，进而揭示了多种未见报道的细胞器结构动态变化，为进一步研究不同细胞器的功能提供工具。

凯尔测控试验系统（天津）有限公司创建初期，致力于各种高性能材料试验机的研发成功推 出了一系列的优质测试仪器，并先后与各大高校、研究院所、军工单位及国外研究机构建立 起密切合作，逐步成长成为一个技术密集型企业，具有深厚的开发、研究、设计及生产制造 能力。 公司在发展过程中引进了一系列的优秀设计、研究和管理人员，积极采用先进的设计理念结 合企业雄厚的设计开发能力，在同行业中优先开发出了技术含量高、质量稳定的高科技技术 产品：微型电磁式动态力学试验系统、大型电磁式动态力学试验系统、原位拉压力学试验系 统、原位双轴力学试验系统、电子万能拉扭力学试验系统、电液伺服力学试验系统等，为中 国试验机行业的不断发展添砖加瓦。

2018 中国材料大会暨展览会定于 2018 年 7 月 12 - 16 日在福建省厦门市召开，会议由中国材料研究学会发起并主办。大会设 34 个分会场，1 个两岸三地材料论坛。分会论坛涵盖能源材料、环境材料、先进结构材料、功能材料、材料基础研究等材料领域。此外，还同期举行材料教育论坛、新材料、新工艺和材料测试技术展览会。飞纳电镜展位号：M29会议时间：2018 年 7 月 12 - 16 日会议地点：福建省厦门市 厦门国际会展中心电子显微镜已经成为表征各种材料的有力工具。 它的多功能性和极高的空间分辨率使其成为许多应用中非常有价值的工具。飞纳电镜在能源领域中的应用隔膜：陶瓷隔膜正极材料：三元材料负极材料：石墨改性材料：石墨烯、碳管电池外壳质量控制缺陷分析正极材料负极材料：石墨飞纳台式扫描电镜（SEM）可以轻松将样品放大几万倍，使得几个纳米的细微结构都清晰可见，这无疑为研究人员改善提升电池的质量提供了强有力的帮助。借助扫描电镜可以轻松完成样品层间距的测量以及电极有效接触区域上细微结构的观测。飞纳电镜在环境领域的应用1. 空气污染 在重度污染天气下采集雾霾颗粒逐层剥开放入飞纳电镜中观察 第一层和第四层滤网 第二层和第三层滤网 利用能谱EDS分析雾霾颗粒成分——该颗粒主要是工业扬尘2. 水污染 滤过 5000L 自来水后的滤芯 利用能谱 EDS 分析滤芯上截留物成分-硅藻飞纳电镜在先进结构材料中的应用粉末冶金粉体形貌、粒度观察同样是黑色的金属粉末，在高倍下呈现出不同的微观结构，这些微观结构将影响金属粉的烧结、力学性能等。粉体粒度统计——飞纳电镜颗粒统计分析系统涂彩色的颗粒表示被选中并识别的颗粒颗粒粒径分布柱状图颗粒粒径和圆度的关系散点图2. 陶瓷材料飞纳扫描电镜在陶瓷样品上的常规观察：晶体生长机理、台阶、位错、缺陷等的研究；成分非均匀性、壳芯结构、包裹结构的研究；静态或动态微观裂纹或气孔的研究；加热前后晶体合成、气化、聚合反应等研究和微区成分分析。掺杂陶瓷陶瓷电子功能元器件陶瓷片断面飞纳台式场发射电镜能谱一机超高分辨率 2.5nm@10kV最高放大倍数 500,000x安装环境简单解决样品堆积问题，提高工作效率工作距离三合一（同时配备背散射电子、二次电子和能谱探头）定制化软件服务，为用户提供一整套解决方案飞纳电镜作为 2018 中国材料大会暨展览会赞助商之一，将在展会现场演示台式扫描电镜的材料表征技术，大家可以携带样品进行现场测试。飞纳电镜期待您的莅临！

北京易科泰代理的PlantScreen植物表型分析平台在荷兰植物生态表型中心（NPEC）安装运行，这是该中心成立后安装运行的首套植物表型分析系统，整套系统由光适应室、叶绿素荧光成像单元、RGB 3D成像单元、3D激光扫描成像单元等组成，有轮子可以方便移动，被称为“可移动的高通量表型成像分析平台”。 美国橡树岭国家实验室（ORNL）生物能源创新中心设计安装大型PlantScreen植物表型分析平台，包括如下成像分析功能模块：1)RGB 3D成像分析单元，用于植物三维形态结构分析和颜色分析2)3D激光扫描成像分析单元，用于植物三维形体结构测量和3D建模3)脉冲调制（PAM）叶绿素荧光成像分析单元，用于植物生理性状及胁迫等成像分析4)高光谱成像分析单元，用于植物生化结构组成及代谢组学研究分析5)NIR近红外成像分析单元，用于植物水分分布成像分析6)高分辨率红外热成像分析单元，用于气孔导度动态分析该大型平台计划于2019年6月安装完毕并运行。 另一大型PlantScreen植物表型平台将于2019年上半年在匈牙利科学院生物科学研究中心（BRC）安装运行，该平台建设包括大型FytoScope植物生长室、紧凑型PlantScreen植物表型成像分析系统（安装在FytoScope内）、PlantScreen高通量根系表型成像分析系统（安装于FytoScope内）、大型模块式PlantScreen植物表型成像分析平台（安装在温室内）。该平台包括如下成像分析功能单元：1)根系与地上茎叶（root and shoot）表型分析单元，包括RGB 3D成像技术和3D激光扫描技术，对植物及其根系形态结构性状和生物量等进行高通量分析测量2)光合作用、胁迫耐受性、生理状态成像分析及GFP/YFP成像分析，采样脉冲调制（PAM）叶绿素荧光成像技术3)生化组成及代谢成像测量，采用VNIR高光谱成像分析技术4)气孔导度动态测量分析，采用高分辨率红外热成像技术 易科泰生态技术公司为您提供植物表型分析全面解决方案:?手持式或便携式叶绿素荧光测量与成像技术?手持式或便携式植物光谱与高光谱成像测量技术?手持式或便携式红外热成像技术 ?FluorCam叶绿素荧光成像全面解决方案?FluorCam多光谱荧光成像技术全面解决方案?FKM多光谱荧光动态显微成像技术方案——细胞亚细胞水平分析植物性状?Specim高光谱成像技术全面解决方案?PlantScreen高通量植物表型成像分析技术?叶绿素荧光成像、高光谱成像、红外热成像、多光谱成像、RGB成像综合集成技术方案

p style="text-align: justify text-indent: 2em "对于小比表面积样品，如电池材料、有机材料、生物材料、金属粉体、磨料等空隙度微小的材料，由于吸附量微小，静态法测试的结果较含有风热助脱装置和检测器恒温装置的高精度动态法仪器误差大。对静态法为什么在小比表面样品测试方面精度难以保证，原因如下：/pp style="text-align: justify text-indent: 2em " 以比表面积1m2/g的样品为例，该样品0.5g对氮气的吸附量在BET分压范围内在标况下约0.1ml，在测试过程中的吸附环境液氮温度下的体积约0.03ml；样品管装样部分的剩余体积（也就是背景体积）约在3-5ml左右，要在3-5ml的样品管体积中准确定量出0.03ml的总吸附量且保证精度达到3%以内，可以算出要求压力传感器的精度要达到0.03%以上；但目前进口最好的压力传感器的精度只有0.1%，而且通常比表面及孔径分析仪用的压力传感器精度为0.15%，也就是说目前最高精度的压力传感器，即使温度场理想测定，液氮面理想恒定，环境温度理想准确条件下，对吸附量确定量的不确定度也只能达到0.003ml，即不确定度达到10%；若对于比表面再小或堆积密度小也就是装样量也难以很大的样品，其准确度就可想而知了。 但对于中大比表面样品，一般吸附量不会那么微小，静态法的精度很容易保证在2%甚至1%以内便不是问题；/pp style="text-align: justify text-indent: 2em " 所以在小比表面样品的测试方面，静态法只能通过增加装样量来降低误差，常见的是静态一般都会为小比表面积样品配备大容量样品管，但由于背景体积（吸附腔体积）也随之增大，所以准确度提高也是有限的；而有些厂家宣称静态法小比表面测试下限可以达到0.0001m2/g，是不负责任的；/pp style="text-align: justify text-indent: 2em " 对具有风热助脱、检测器恒温、低温冷阱的高精度动态法仪器，其相对不具有该装置的标准动态法比表面仪，其精度得到明显提高；动态法比表面仪，与其它分析仪器类似，其精度和灵敏度 大小主要取决于信噪比；也就是要提高精度和灵敏度，就需要从提高信号强度、抑制背景噪声、消除外界干扰三方面来控制。增加信号强度的方法一般有增加称样量、增加检测器电流，但增加 检测器电流一般噪声也会同时增大，所以检测器电流会有个最佳范围；所以在抑制噪声、消除外界干扰方面可做的工作就比较多了；其源于仪器自身的误差来源主要有：检测器温漂，信号锐度 ；以检测器恒温装置来抑制温漂，风热助脱装置可以提高信号锐度，其对于比表面1m2/g的样品0.5g对氮气的吸附量在分压0.2左右时脱附峰面积与背景可以保证在2%以内的误差；/pp style="text-align: justify text-indent: 2em " 所以对于小比表面样品，对具有风热助脱、检测器恒温、低温冷阱的动态法仪器，其灵敏度和分辨率的优势就体现出来了；但对中大比表面样品，由于信号强，普通动态法比表面积仪和静态 法比表面积仪都可以保证精度；这点就像万分之一分析天平和千分之一天平的区别；/pp style="text-align: justify text-indent: 2em " 但绝大多数含有微孔、介孔等空隙的材料，比表面不会很小；要是很小比表面的材料，其空隙度的研究价值就有限了；/pp style="text-align: justify text-indent: 2em " 综上:/pp style="text-align: justify text-indent: 2em " 一、对于小比表面样品（10m2/g以下）优先选择采具有风热助脱及检测器恒温装置的用动态色谱法比表面仪器，利用其分辨率、灵敏度高的优势；/pp style="text-align: justify text-indent: 2em " 二、对于中大比表面样品，若只测试比表面积，动态法和静态法没有明显的优劣势，动态法由于具有固体标样参比法，具有快速测定比表面的优势，静态法具有BET多点法较省时液氮消耗 小的优势；/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "三、需要测比表面及孔径分布的样品，建议采用静态容量法的比表面及孔径分析仪。/p

德国优莱博(Julabo)公司最新推出的[color=red]Magnum 91 [/color]能够为特殊应用的外部温度循环提供功能强大的动态温度控制,例如50升反应系统的温度控制. 该设备的主要优势在于能够满足在–91 至 +250° C 温度范围内快速加热和制冷的需要, 适用于需要进行迅速温度控制的放热和吸热反应. 典型的应用包括夹套反应釜,反映系统,中试工厂和反应区组的控制, 同样适用于聚合反应,缩聚作用,蒸馏和合成化学的应用. 使用水冷方式的系统能够提供 6 kW 加热功率和在 +20° C下5 kW, 40° C下4 kW , –60° C 下2.5 kW 以及 –80° C下0.6 kW的制冷功率. 可以通过程序调节的循环泵能够提供24 至35 l/min 的流量, 对应的压力为 0.8 至2.2 bar. 通过智能多级温度控制技术(ICC)能够快速精确地达到控制温度点. 温度的稳定性可以达到 +/-0.01 至 +/-0.2° C. 对于需要自动控制时间和温度的过程, 提供了可以进行6x60步编程的编程器. 另外该系统采用的是封闭循环系统, 可以有效地防止浴油的氧化从而延长了浴油的使用寿命 - 也防止了有害蒸汽和气味的泄漏.设备提供RS232/RS485 通讯接口, Pt100温度传感器的接口, 和温度范围预报警功能, 还提供了分开的带有VFD 和LCD 显示的防水键盘. 强大的制冷和加热功率和精确的温度融为一体的Magnum 91包含着Julabo在温度控制领域最新的领先技术,使很多以往很难实现的控制要求成为现实. 该产品的推出将在很多领域促进技术进步的加快和生产效率的提高！详细英文资料请点击 Magnum资料更详细资料请联系JULABO（北京）科技发展有限公司！screen.width-300)this.width=screen.width-300"screen.width-300)this.width=screen.width-300"screen.width-300)this.width=screen.width-300"

金鱼藻具有独特的茎和叶的气孔，其茎叶呈带状，宽度小于0.5 mm，有利于在日照和空气有限的情况下有效进行光合作用（图1a-c）。此外，金鱼藻茎叶上的气孔不仅能与周围环境交换气体进行呼吸，还能阻止外界水流的流入，这对金鱼藻在水下的生存至关重要。图1. 一种仿生功能开放细胞。(a)金鱼藻。(b)金鱼藻表面覆盖着独特的气孔。(c)金鱼藻表面单气孔示意图。(d)利用PμSL 3D打印技术制备仿生开孔细胞。 受此启发，湖南大学王兆龙副教授、段辉高教授与中科院理化所董智超研究员，东南大学陈永平教授及上海交通大学郑平院士合作，在《ACS Applied Materials & Interfaces》期刊上发表了题为“Underwater unidirectional cellular fluidics”的文章。该文章利用面投影微立体光刻技术(nanoArch S140，摩方精密)制备了原样品。在经过处理后，形成了外表面超亲水和内表面疏水的多孔仿生微结构（特征尺寸400微米），其不同接湿润性产生的拉普拉斯力（图2）保证了多孔仿生微结构的液体单向性能，这使液体被多孔仿生微结构阻挡在外，而在多孔仿生微结构内的液体和气体能被排出。此外，多孔仿生微结构的几何参数对其独特的单向流态性能有很大的影响。该团队也从理论上揭示了液体在3D打印多孔仿生微结构中的单向渗透机理。最终，还展示了多孔仿生微结构在水下厌氧化学反应的潜在应用。这种多孔仿生微结构为水下化学和微流体工程的潜在应用打开了一扇大门，如易燃材料的储存、快速固液分离和厌氧化学反应。图3.仿生网格在水下的单向流态特性研究。(a)水穿透孔的示意图。(b)不同情况下微孔的水接触线。(c)微孔外水滴的拉普拉斯压力。(d)仿生网格的单向渗透示意图。(e)水下细胞流体性能测试模型。(f)两个孔之间的距离对单向流体性能的影响。(g)孔宽对单向流态性能的影响。实验结果表明，由于毛细力的作用(图3a-ⅰ)，水在孔的末端以较高的速度上升(图3a-ⅱ)。而由于惯性作用，水将会在达到出口之后继续上升(图3a-ⅲ)，同时，拉普拉斯压力随着孔口液滴弯月面曲率减小而逐渐增大。当拉普拉斯压力达到最大时，如果水的动能使动态接触角大于表面前进接触角，水将会从孔中溢出(图3a-c)。因此，鉴于内表面具备疏水性，水不能渗透到多孔仿生微结构内 (图3d-ⅰ)。相反，由于另外一侧是超亲水表面，最大拉普拉斯力接近0，水将从多孔仿微结构疏水侧渗透到亲水侧(图3d-ⅱ)，从而使得该仿生结构具有优异的单向液体穿透能力。多孔仿生微结构在水下的单向渗透性能由仿生网格结构失去单向性前的最大水深来表征(图3e-ⅰ)。矩形孔在水下的单向流控性能最好，而三角形孔仿生膜的性能最差。此外，微结构厚度对仿生膜单向流控性能也有较大的影响，在100 μm至1000 μm范围内，仿生膜的可持续水深随膜厚的增加而增加。但随着膜厚的增加，可承受水深将保持在75 mm左右。两孔间距、孔宽对仿生膜水下单向流控性能的影响分别如图3f、g所示。对于150 μm孔，多孔仿生微结构的可承受水深仅为10 mm左右。当孔径为300 μm左右时，可承受水深随着孔间距的增加迅速增加，达到 45 mm左右。之后，随着两孔间距的增加，可承受水深缓慢增加(图3f)。图4. 水下仿生细胞内部的化学反应。(a)水下仿生细胞。(b)液滴滴在仿生细胞内表面时，仿生细胞的排水特性。(c)液滴滴在仿生细胞外表面时的拒水性能。(d)0.5mol▪L-1NaHCO3与0.5mol▪L-1H2SO4在仿生细胞内的化学反应。(e)0.5mol▪L-1FeSO4与0.5mol▪L-1NaOH在充满CO2的仿生细胞内的化学反应。(f)我们的仿生细胞在水下的自清洁性能。基于仿生网格的优异液体单向通过特性，研究人员设计了微网格结构组成的封闭仿生细胞腔体。该仿生腔体具有疏水的内壁面及超亲水的外壁面，从而使得外侧的水在一定条件下无法穿过多孔仿生网格进入仿生细胞腔体内，从而形成水下密闭空间。该仿生细胞腔体被应用于微反应器(图4a-c)。研究结果表明，由于网格微米孔的存在，产生的气体可以自由出入仿生细胞(图3a-ⅲ)，并且可在水下形成无氧环境，进而可实现保护气作用下的特殊化学反应。最重要的是，由于仿生网格独特的液体单向特性，该仿生细胞在反应结束后会快速排出腔体内的所有液体，具有极为优异的水下自清洁特性。该项研究成果获得国家自然科学基金委，湖南省优秀青年基金，广东省重大专项及国防科工局民用航天项目等研究项目支持，以“Underwater unidirectional cellular fluidics”为题发表于国际知名期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》,14,7 (2022) 9891–9898，其中，湖南大学谢明铸硕士生为第一作者。原文链接：https://doi.org/10.1021/acsami.1c24332作者：王兆龙

点击蓝字关注我们表面张力分为静态（平衡）表面张力和动态表面张力(dynamic surface tension, DST)。静态表面张力是指表面活性剂在界面达到吸附平衡时的最低表面张力，而DST是指表面活性剂在达到平衡吸附前某一时刻的表面张力，是一个变化的值。当研究的液体吸附过程在快速、持续进行, 且短时间内无法达到平衡时, 对液体DST的研究比静态表面张力更有意义。如在农药喷洒、喷墨印刷、织物快速润湿, 以及摄影用薄胶片制备中。图1对比了近10年 (2008～2018年) 国内外发表的以DST为主要考察项的论文数。数据显示国内在DST方面的研究较少且总体波动不大，而国外则呈持续上升趋势。图1 2008～2018 年国内外发表的DST 文章数量对比图研究液体在药物制剂过程中的DST, 可挖掘DST与制剂过程、制剂产品之间的关系, 进而优化制剂过程、改进工艺参数。一、动态表面张力的测定由于对DST时间范围界定的不同，可运用的测量手段也有所不同。王建坤等认为，在达到静态表面张力前的表面张力变化都可算是DST，这个时间范围以几毫秒到几小时计。可用Wilhelmy吊片法、DuNouy吊环法、滴重法、滴体积法、悬滴法、最大气泡压力法测定DST。图2 不同的DST 测定方法的适用时间范围示意图根据Rosen描述的动态吸附过程可知在新表面形成后1 s内，是表面吸附的关键期，体系的DST变化迅速。中药水提液的表面张力在5~100 ms内具有较大变化，大多数在1 s内都已达到平衡。因此，用于测量DST的方法应具有连续、精确、快速测量1 s内数据能力。二、最大气泡压力法通过毛细管将气体注入到待测液体中时，在毛细管的端部重复形成气泡，根据气泡压力的最大值和毛细管半径，计算得到表面张力。通过改变气流流速控制气泡的年龄，可测量不同时间尺度的表面张力。目前实验室中多用KRüSS公司的BP100气泡压力张力仪测定1 s内DST。三、DST 在药物制剂领域的潜在应用价值近10年，DST已受到化工、涂料、印染等领域的广泛关注。药物制剂领域也有很多液体瞬时运动的过程，如喷雾干燥雾化，流化床制粒的粘合剂雾化，关注DST在液体雾化及扩散润湿过程中的作用，是精细控制制剂工艺的手段之一。1DST在雾化过程中的作用雾化是将液体通过雾化器(在一定压力下)喷射进入气体介质中，使之分散并碎裂成小液滴(雾滴)的过程。赵辉等考察了相同条件下，农药药液在不同时间点(0.023、0.124、0.483和0.998 s)的DST与雾滴体积中径(D50)的关系；发现D50随着喷雾液的DST值的降低而降低，二者呈线性相关，但二者的相关系数k 随DST 测定时间的延后而变差。0.023 s时的DST与D50相关系数高达0.9848，时间＞1 s后，只有0.7135。利用动态表面张力仪测试了66种常见中药的水提液，发现所有提取液的DST在1 s内均有下降，但下降程度不同，且提取液雾滴粒径D50与94 ms时测得的DST存在一定相关关系，该结论还在进一步实验确证中。2DST在扩散润湿过程中的作用DST不仅影响药物制剂领域的雾化过程，对扩散润湿过程同样有显著的影响。喷雾干燥与流化床制粒过程中，液体雾化后雾滴在接触相表面的扩散润湿受两大因素影响：一是雾滴的性质，二是接触相的性质。在喷雾干燥黏壁问题中，从DST角度分析，半湿性黏壁现象是由于雾滴与干燥塔壁接触后迅速出现自发润湿，经塔壁的高温干燥后出现黏壁。因此，可从两方面促使雾滴与干燥塔接触后出现快速回缩以改善此黏壁现象。一是增大雾滴DST，二要选择合适的喷雾干燥塔内侧材料。从待喷液分析，应适当降低待测液浓度、进液温度，以增大雾滴DST，或添加疏水性辅料促使快速回缩的发生以改善干燥塔半湿性黏壁。四、 结语综上所述，DST作为一项重要的物理参数，在细微之处影响着药物制剂的品质与生产。关注DST对制剂过程的影响，拓展固有的药剂研究思路是十分必要的。参考文献施晓虹，李佳璇，洪燕龙，赵立杰，冯怡，王优杰. 动态表面张力在药剂学研究中的应用前景[J].国际药学研究杂志,2019.

大家好，本周为大家介绍一篇本课题组发表在ACS Chem. Biol.上的文章，Insights into Phosphorylation-Induced Protein Allostery and Conformational Dynamics of Glycogen Phosphorylase via Integrative Structural Mass Spectrometry and In Silico Modeling1。变构调节在自然界中广泛存在，可以用于调控细胞过程。糖原磷酸化酶（GP）是第一个被鉴定出的与变构调节相关的磷酸化蛋白。GP是一个分子量约196kD的同源二聚体蛋白，是糖代谢中重要的组分，也是2型糖尿病及癌症的靶点。AMP结合以及Ser14的磷酸化介导了GP的变构调节，使其构象从非活化的T-state GPb（未磷酸化状态）转变为活化的R-state GPa（磷酸化状态）。即使目前X-射线晶体学法解析出了GP的原子级蛋白结构，但受限于较大分子量，其结构动态性的检测较为困难，因此与GP变构调节相关的结构动态变化过程仍较为模糊。核磁共振（NMR）谱及分子动力学（MD）模拟等是探究蛋白质结构动态性的常用方法，但NMR分析存在分子量上限，且样品消耗量大，MD模拟的时间尺度和力场准确度有限。质谱（MS）法具有快速、灵敏的特点，是蛋白质结构、动态性以及构象变化分析中强有力的一款技术。氢氘交换质谱（HDX-MS）通过监测蛋白骨架酰胺氢原子与溶液中氘的交换来反映蛋白质构象动态性，因此适用于探究由配体、蛋白结合或共价修饰引起的蛋白质构象变化。同时，多个软件实现了由HDX-MS数据计算保护因子（PFs）和吉布斯自由能，从而提取残基水平的蛋白动态性信息。此外，在先前的工作中2, 3，我们整合了native MS和top-down方法（native top-down，nTD-MS技术），成功实现了多个蛋白复合物的一级序列到高阶结构等多方面信息的检测（包括测序、翻译后修饰、配体结合、结构稳定性、朝向等）。整合多种结构质谱法（整合结构质谱法）可以有效填补传统生物物理法中结构到动态性联系中的空缺，更好地表征变构调控现象。本文整合了HDX-MS、nTD-MS、PF分析、MD模拟以及变构信号分析检测了磷酸化介导的GP变构调控的结构和动态性基础，为GP的变构调控过程提供了见解。根据X-射线晶体学结构报道（图1a），T-state GPb转变为R-state GPa时，二聚体界面中N-末端尾部、α2、cap’（图1b）以及tower-tower helices区（图1c）发生了明显的结构重排，导致催化位点开放，从而底物磷酸吡哆醛（PLP）可以结合。尽管有晶体学报道，但与变构调控关联的构象动态性仍有待探寻。图1.（a）磷酸化介导T-state GPb（PDB：8GPB）向R-state GPa（PDB：1GPA）的构象转变；亚基相互作用界面：（b）C端区域和（c）tower-tower helices，GPb为蓝色，GPa为绿色。首先我们通过nTD-MS进行了检测。如图2a、b，谱图中观察到了GPb的单体和二聚体信号，其中二聚体为主要形式；GPa除了单体和二聚体外，谱图中还存在少量四聚体，但仍以二聚体为主要形式。当增加sampling cone（SC）电压时，GPb、GPa保留了其二聚体形式（图2c、d）。随后我们选择离子（29+）并在trap池中进行了碎裂（图2e、f、g、h），谱图低质荷比区GPa的碎片相对峰强度较GPb高，说明GP的二聚体互作界面较为稳定，且GPb亚基结构较GPa稳定。nTD-MS不仅能够探究GPb、GPa的结构差异，也能够为接下来的HDX-MS实验做好前期样品质量检查工作。图2.不同活化条件下GPb、GPa的nTD-MS谱图。（a、b）SC=40V；（c、d）SC=150V；（e、f）SC=150V、trap=100eV；（g，h）SC=150V、trap=200eV。左侧为GPb，右侧为GPa。随后我们进行了HDX-MS实验。图3a中展示了五个时间点的HDX heat map。图3b为通过PyHDX软件计算产生的PF值。其中N-端（1-22）以及tower helix前的loop区域（256-261）的氘代值较高、PF值较低，说明这些区域较为柔性或是结构较为无序。此外我们发现，tower-tower helices（262-276）区域的氘代值较低、PF值较高，表明helices的旋转可能是由前端可塑性铰链区触发的，而非helices本身的变形和重塑引起的，这些发现在晶体结构数据中均有吻合之处。除这两个区域外，GPa和GPb基本保持了稳定的整体结构。而从1μs原子级MD模拟计算得到的均方根波动（RMSF）和溶剂可及表面（SASA）中我们也发现（图3c），这两个区域数据与HDX-MS信息有所吻合，但MD模拟中部分区域未和HDX-MS相吻合的区域可能跟序列覆盖不足相关。图3. （a、d）GPb和GPa在不同标记时间下的氘代热图并映射到结构中（PDB: 1GPA）。（b、e）基于HDX-MS数据计算得到的PF值并映射到晶体结构中。（c、f）MD模拟中RMSF和SASA值并映射到结构中。从氘代差异图（图4a）中可以看出，4个区域呈氘代降低趋势（红色方框），多个区域呈氘代上升趋势（蓝色方框）（GPa-GPb）。而PF差的变化趋势与氘代变化趋势基本一致（图4b）。由数据可知，N-端和tower-tower helices的变化说明磷酸化介导的变构稳定了这两个区域，α1-cap-α2区域的动态性轻微下降。除此之外多个区域（尤其是tower-tower helices序列后的区域）均表现为PF值下降，说明相比于GPb，GPa催化位点附近的区域动态性增强了。接下来我们根据HDX kinetic plot特征将其进行了分类，并详细讨论了所属区域的变化。图4.（a）GPa-GPb HDX-MS的氘代差异图。（b）GPb到GPa PF的变化。 首先是N-端和C-端的变化（图5）。N-端残基1-22表现氘代下降，这说明N-端具有一定可塑性。受N-端区域磷酸化和结构变化影响，C-端区域也产生了一定的变化。此外，残基30-50（cap区）和残基111-117（α4back-loop）区表现氘代下降，而103-109（α4front）表现氘代上升。根据晶体结构推测，cap区和α4back-loop的氘代变化受N-末端变化影响，原有的残基相互作用被打破，形成新的残基间相互作用，同时这两个区域也经历了结构重排，因此表现出较明显的氘代变化。残基88-99（β2-α3）和残基125-141（β3-L-α6）氘代上升。总的来说，磷酸化使得cap′/α2界面互作增强了，同时磷酸化基团和精氨酸残基的静电相互作用是cap区产生变化的主要原因，而α1和α2起到锚定作用，其相对位置基本保持不变。图5.GPb（a）和GPa（b）的N-端和C-端区域的局部结构和HDX动力学曲线（c）。 此外，tower-tower helices（α7，残基262-278）区的变化同样值得关注（图6）。250s loop是表面暴露区域，未与其他区域发生接触，其氘代下降可能是因为自身结构的收缩。而肽段262-267和268-274氘代下降提示该区域可能发生了低周转率或强互作的结合反应。280s loop区氘代值上升。这些变化均说明，tower-tower helix的角度的改变不仅影响了二聚体界面结构，而且还影响了其靠近催化位点的周围区域。因此我们结合晶体结构推测，磷酸化和N-端相对位置的改变，使250s loop自身结构收缩，从而打破了Tyr262' -Pro281和Tyr262-Tyr280′之间的相互作用，导致两个亚基的tower helices发生相对滑动，倾斜角度增加。图6.GPb（a）和GPa（b）tower helix区域的局部结构和HDX动力学曲线（c）。 最后是催化位点、PLP结合位点和糖原存储位点的变化情况（图7）。催化位点周围多数区域均表现氘代上升趋势。我们推测，随着Pro281、Ile165和Asn133间的相互作用被打破，Arg569与Ile165、Pro281、Asn133间的互作也随之打破，因此催化位点和PLP结合位点周围的残基溶剂可及性上升，局部区域结构变得更为灵活，催化位点开放并转变为活化构象。糖原储存位点位于GP表面，距离催化位点30Å，除了α23（残基699−708）外，HDX-MS在糖原存储区没有观察到明显的变化。图7.GPb（a）和GPa（b）的催化位点和PLP（橙色）结合位点的局部结构和HDX动力学曲线（c）。结合以上所有数据，我们对磷酸化调节的动态机制进行了推测（流程图1）。磷酸化后，N-端尾部残基与acidic patch的互作被打破，也导致N-端尾部的有序化以及C-端尾部的无序化以及伴随的其他结构变化。通过在pSer14和Arg69和Arg43′之间形成新的盐桥，N-端残基被重定位，随之带来的是Asp838和His36′间的盐桥断裂。随着三级和四级结构的转变，250s loop收缩并发挥类似“门环”的作用，当其收缩时，Tyr262′-Pro281与Tyr262-Tyr280′之间的相互作用、276-279区与162-164区之间的氢键也被打破，导致tower helix发生相对滑动，tower-tower helices之间的作用被打破，同时将结构变化传递到催化位点。最后，280s loop和催化位点以及PLP结合位点附近的残基松动，通往催化位点和底物磷酸盐识别位点的通道打开，酶得以活化。流程图1.GP变构调节过程中，被打破（蓝色）或新形成的（红色）关键残基相互作用。 本文整合nTD-MS、HDX-MS、PF分析和MD模拟检测了GP磷酸化变构调节过程的结构和动态基础，通过该整合结构手段揭示了GP构象柔性、局部动态性以及长程变构调控构象变化中值得关注的信息。各个方法具有各自的优势，但也在一定层面存在局限，我们期待将HDX-MS信息与计算模拟信息进行更深度的整合以实现二者对蛋白质结构更精确的分析。撰稿：罗宇翔编辑：李惠琳原文：Insights into Phosphorylation-Induced Protein Allostery and Conformational Dynamics of Glycogen Phosphorylase via Integrative Structural Mass Spectrometry and In Silico Modeling李惠琳课题组网址：https://www.x-mol.com/groups/li_huilin参考文献1.Huang, J. Chu, X. Luo, Y. Wang, Y. Zhang, Y. Zhang, Y. Li, H., Insights into Phosphorylation-Induced Protein Allostery and Conformational Dynamics of Glycogen Phosphorylase via Integrative Structural Mass Spectrometry and In Silico Modeling. ACS Chem. Biol. 2022.2.Li, H. Nguyen, H. H. Ogorzalek Loo, R. R. Campuzano, I. D. G. Loo, J. A., An integrated native mass spectrometry and top-down proteomics method that connects sequence to structure and function of macromolecular complexes. Nat. Chem. 2018, 10 (2), 139-148.3.Li, H. Wongkongkathep, P. Van Orden, S. L. Ogorzalek Loo, R. R. Loo, J. A., Revealing ligand binding sites and quantifying subunit variants of noncovalent protein complexes in a single native top-down FTICR MS experiment. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2014, 25 (12), 2060-8.

在DynaPro Titan 发展比较稳定的今天，美国怀雅特技术公司（Wyatt Technology）独家推出的全自动的DynaPro Plate Reader动态光散射仪，它将会给您的常规实验方法带来重大的变革。 DynaPro 平板读取器 添加了完美的工艺技术-高通量的动态光散射分析方法最终得以实现。它可以进行96，384或1536孔板的自动分析，每次的样品用量仅需5ul，在加样之后，您只需按下按钮，平板读取器就能自动分析多达1536个样品的速度进行多次准确分析。分析过程无需要人工参与；无须预先清洗石英杯，因此它能与那些液体自动分汲系统相连，从而使成千上万个样品逐个进行流水线式的分析。大大提高了实验效率，同时可显著地减少样品用量(约需4mL)。 目前此项新技术技术可以快速而准确地测定您的生物分子在溶液中的基本性质：如稳定性、聚集性、复合体形成以及构象变化的测定。欢迎您到我公司展台了解DynaPro Plate Reader动态光散射仪的更多应用。screen.width-300)this.width=screen.width-300"

疾控中心实验室仪器配备需求广州莱奥推荐方案国务院关于推动疾病预防控制事业高质量发展的指导意见中提到的关键点：1. 强化疾控机构核心职能：疾控中心加挂预防医学科学院牌子，强化科研支撑和技术保障能力。2. 强化医疗机构疾控职能：持续提升传染病医院和综合医院传染病院区的传染病诊疗、监测、检测、培训、科研、应急等能力和水平等。3、2023年中，中国疾病预防控制中心发布了《疾病预防控制中心建设标准（征求意见稿）》和《疾病预防控制机构实验室仪器设备配置和管理（征求意见稿）》 。1、 关于莱奥：广州莱奥实验室科技有限公司总部位于广州，是一家专注于色谱质谱前处理仪器及氮气发生器开发制造的高科技企业，团队人员拥有十几年的质谱仪、前处理仪器、氮气发生器从业经历。公司自主开发生产氮气发生器、固相萃取仪、氮吹仪、快速溶剂萃取仪等，并代理国内知名品牌的色谱质谱仪器，服务于全国食品、制药、临床检验、环境、司法鉴定、科研院所等行业。二、省疾控中心实验室配备需求的解决方案理化科室微生物科室液相色谱-质谱-质谱联用仪微生物鉴定质谱仪固相萃取装置核酸自动提取仪快速溶剂萃取系统离心机氮吹浓缩仪涡旋振荡器二氧化硫蒸馏仪核酸质谱分析系统氮气发生器斑马鱼养殖、操作和分析系统理化科室：1、液相色谱-质谱-质谱联用仪 主要用于低浓度复杂基质、痕量有机化合物的分析。&bull 具备高效分离、灵敏度高，分析速度快，未知物质分析能力强、通用性高等特点2、固相萃取装置用于为食品安全、环境检测、化工领域等设计的前处理装置。&bull 正压模式萃取，相比于手动负压固相萃取装置，平行性好、回收率高；&bull 针对基质复杂的样品，大大节省萃取时间；&bull 一次性最多可处理48个样本，适配1ml、3ml、6ml、10ml和12ml固相萃取小柱。3、快速溶剂萃取系统升温加压萃取技术，用于固体或半固体样品中有机物的快速提取和净化&bull 密闭处理，减少溶剂挥发，环境友好。&bull 解放人工，八小时工作日内可高效处理 96个样品。&bull 节省能源和成本；自带收集容器，无需转移萃取物，减少溶剂消耗，自动加热控制。&bull 萃取池支持 10mL、20mL、40mL、60mL、80mL、100mL、120mL，可根据需求定制；4、氮吹浓缩仪采用斜吹式涡旋气流吹扫技术，降低样品表面蒸气压，使得样品在水浴加热下快速蒸发。&bull 相比手动氮吹装置，涡旋气流吹扫能防止液体飞溅，减少溶剂损失；使样品蒸发速度更快，高效回收目标物，平行性更好。&bull 无人值守，大体积样品氮吹可定量浓缩，自动判读终点。&bull 可拆卸吹气孔，清洗、维护更方便。5、二氧化硫蒸馏仪适用范围：适用于食品和中药材中二氧化硫残留的蒸馏实验。技术标准：1) 2020版《中国药典》检测中药材及饮片中二氧化硫残留量的检测2) GB 5009.34-2022 食品安全国家标准 食品中二氧化硫的测定产品类型：6联/自动加酸；8联/自动加酸；6、氮气发生器莱奥一体式氮气发生器专为液质联用仪设计，可为Sciex 、Waters、Agilent、Shimadzu、禾信等知名品牌提供高纯度氮气；同时，为实验室吹氮浓缩装置提供用气需求，免去频繁更换气瓶的辛苦。&bull 优良的稳定性，故障率低；&bull 专业的售后支持团队及快速响应售后服务点：广州、北京、上海、武汉；微生物科室：1、微生物鉴定质谱仪一款基于基质辅助激光解吸电离法（MALDI）的质谱检测系统。&bull 主要应用于临床微生物菌株鉴定、蛋白多肽分析、核酸检测以及聚合物的定性分析等方面。&bull 具有样品耗材量少，操作简单、检测通量大、准确可靠、经济快速、灵敏度高与结果分析简单等优势。2、核酸自动提取仪&bull 采用封闭实验舱，全自动化操作，减少操作者与试剂接触&bull 最快5min完成样本提取3、普通离心机实验室离心机有高速冷冻离心机、高速台式离心机、低速台式冷冻离心机、低速台式离心机。4、涡旋震荡&bull 最多可以一次混合处理50个样品。&bull 可选配1.5/2.0 mL、15mL、50mL、100mL等规格，满足不同试管旋涡混合的需要。&bull 内置定时/持续/脉冲/点动四种操作模式，让实验更加便捷高效。5、核酸质谱分析系统一款将多重PCR和飞行时间质谱相结合的基因检测技术。应用领域：&bull 传染病防控：如结核杆菌鉴定与多重耐药检测；&bull 安全用药指导：如心脑血管等慢性疾病；&bull 肿瘤精准防治；&bull 出生缺陷防控。6、斑马鱼、养殖、操作和分析系统 去模型化模式动物+微流控芯片+知识谱图（AI算法），突破传统斑马鱼技术。适用于药物、化妆品、食品、保健品等行业的研发阶段。这套系统解决了几个问题：&bull 斑马鱼的固定，此系统有专用芯片固定斑马鱼，方便观察；&bull 观察检测，采用高清摄像头替代显微镜，配套专用分析软件做数据分析，便于出具报告；&bull 自动化程度高，带来了高通量的优势；&bull 降低研发成本，缩短研发周期。感谢阅读，莱奥将继续潜心研发，推出更多行业需要的产品和方案，努力成为您身边的质谱方案专家！

2018年12月12日，作物表型组学研究技术报告会在中国农业科学院成功召开。此次报告会由中国农科院生物技术研究所、欧洲PSI植物表型研究中心和北京易科泰生态技术有限公司Ecolab实验室联合举办，来自中国农科院生物所、作科所、区划所、植保所，及中国林科院、北京林业大学等院所高校的专家老师参加了报告会并进行了交流讨论和仪器技术演示实验。 作物表型组学研究技术报告会在中国农业科学院生物技术研究所顺利召开 报告会特别邀请PSI植物表型研究中心主任、捷克科学院生物技术研究项目负责人Martin Trtilek博士系统介绍了国际最先进的作物表型研究技术及国际一流表型研究机构最新安装（或将要安装）运行的作物表型平台： 美国橡树岭国家实验室（ORNL）生物能源创新中心大型PlantScreen植物表型分析平台，该平台包括如下成像分析功能模块：1) RGB 3D成像分析单元，用于植物三维形态结构分析和颜色分析2) 3D激光扫描成像分析单元，用于植物三维形体结构测量和3D建模3) 脉冲调制（PAM）叶绿素荧光成像分析单元，用于植物生理性状及胁迫等成像分析4) 高光谱成像分析单元，用于植物生化结构组成及代谢组学研究分析5) NIR近红外成像分析单元，用于植物水分分布成像分析6) 高分辨率红外热成像分析单元，用于气孔导度动态分析 匈牙利科学院生物科学研究中心（BRC）将要安装运行的大型PlantScreen表型分析平台，该平台建设包括大型FytoScope植物生长室、紧凑型PlantScreen植物表型成像分析系统（安装在FytoScope内）、PlantScreen高通量根系表型成像分析系统（安装于FytoScope内）、大型模块式PlantScreen植物表型成像分析平台（安装在温室内）。该平台包括如下成像分析功能单元：1) 根系与地上茎叶（root and shoot）表型分析单元，包括RGB 3D成像技术和3D激光扫描技术，对植物及其根系形态结构性状和生物量等进行高通量分析测量2) 光合作用、胁迫耐受性、生理状态成像分析及GFP/YFP成像分析，采样脉冲调制（PAM）叶绿素荧光成像技术3) 生化组成及代谢成像测量，采用VNIR高光谱成像分析技术4) 气孔导度动态测量分析，采用高分辨率红外热成像技术 荷兰植物生态表型中心（NPEC）PlantScreen移动式表型分析平台，这是该中心成立后安装运行的首套植物表型分析系统，整套系统由光适应室、叶绿素荧光成像单元、RGB 3D成像单元、3D激光扫描成像单元等组成，有轮子可以方便移动，被称为“可移动的高通量表型成像分析平台”。详情链接：https://www.wur.nl/en/newsarticle/New-automated-plant-phenotyping-device-at-WUR.htm 德国植物遗传与作物研究所IPK安装运行的大型PlantScreen表型分析平台，由Shoot phenotyping（即地上植株表型分析）和Root phenotyping（根系表型分析）两个功能单元组成。 北京易科泰生态技术有限公司高级工程师李川也带来精彩报告——《叶绿素荧光成像技术及其在作物表型组学研究中的应用》。FluorCam叶绿素荧光成像技术广泛用于植物/藻类的生理、表型、育种、生态等各种研究。报告讲解了叶绿素荧光成像技术的原理、发展过程以及在表型组学研究中的重要性，同时从作物抗逆研究、病害早期检测与表型研究、转基因作物与遗传育种、建立作物快速定量评估标准与体系等4个方面介绍了FluorCam叶绿素荧光成像技术在作物表型组学研究中的文献和应用。 会后由易科泰公司带领各位专家老师参观了中科院植物所PlantScreen高通量表型系统，并做了运行演示，得到各位老师的高度关注。 PlantScreen高通量植物表型成像系统 易科泰生态技术公司为您提供植物表型组学研究全面解决方案:? 手持式（FluorPen）或便携式叶绿素荧光测量与成像技术? 手持式或便携式植物光谱与高光谱成像测量技术? 手持式或便携式红外热成像技术 ? FluorCam叶绿素荧光成像全面解决方案? FluorCam多光谱荧光成像技术全面解决方案? FKM多光谱荧光动态显微成像技术方案——细胞亚细胞水平分析植物性状? 高光谱成像技术全面解决方案? PlantScreen高通量植物表型成像分析技术? 叶绿素荧光成像、高光谱成像、红外热成像、多光谱成像、RGB成像综合集成技术方案

日前，南京农大农学院通过我公司引进的FluorCam大型版多光谱荧光成像系统投入了科研应用，将用于小麦栽培中各种胁迫方面的研究。南京农业大学农学院是我国创立最早的农学系科之一，在110年的办学历史中，一大批农业科技的奠基人和开拓者在该院从事教学与科研，很多学科的科研水平处于全国前列，其中麦类生理生态是传统优势学科，在当前科研背景下，传统优势学科尤其需要国际先进技术的支持，于是该学科从北京易科泰公司购买了代表当前光合生理研究最先进技术的FluorCam大型版多光谱荧光成像系统，用于小麦栽培中各种胁迫方面的研究。FluorCam大型版多光谱荧光成像系统为叶绿素荧光成像技术的高端扩展产品，成像面积20x20cm或35x35cm可选；既可用于叶绿素荧光动态成像分析，又可用于长波段UV紫外光（320nm－400nm）对植物叶片等组织激发产生的多光谱荧光成像测量分析，还可选配绿色荧光蛋白GFP、黄色荧光蛋白YFP等稳态荧光成像。广泛应用于植物光合生理生态、植物逆境胁迫生理与易感性、气孔功能、植物环境如土壤重金属污染响应与生物检测、植物抗性、作物育种、Phenotyping、转基因、稳态荧光成像测量等研究，是“数字化植物”的重要利器！成像面积达35x35cm，可对整盆植株进行成像分析 理论知识介绍 实际操作演示

近日，新加坡南洋理工大学电气与电子工程学院的Qi Jie Wang教授团队及其合作者们通过构建光子类马约拉纳零模（Majorana-like zero mode），在量子级联激光芯片中实现单模、柱状矢量光场输出的太赫兹量子级联激光器。相关成果以“Photonic Majorana quantum cascade laser with polarization-winding emission”为题发表于期刊《Nature Communications》上。新加坡南洋理工大学电气与电子工程学院博士后韩松(现为浙江大学杭州国际科创中心和浙江大学信电学院研究员)为论文第一作者，博士研究生Yunda Chua为共同第一作者；南洋理工大学电气与电子工程学院Qi Jie Wang教授为论文第一通讯作者，武汉大学信息电子学院曾永全教授为共同通讯作者。拓扑学研究的是几何物体或空间在连续形变下保持的全局性质，它只关注物体之间的空间关系而不考虑其大小和形状。对具有特殊拓扑性质的光子结构而言，空间上的缺陷和无序只会引起局部参数变化，不影响该空间的全局性质。拓扑光子结构的典型特征在于结构内部是绝缘体，而表面则能支持无带隙的界面（表面）态。受结构全局性质的规范，界面态可沿着有限光子绝缘系统的边缘或畴壁单向传输，并且能够有效地绕过结构拐角及制备误差引起的缺陷和无序而无后向散射（即拓扑保护）。因此，拓扑光子结构可用于实现高鲁棒性半导体激光器，即“拓扑激光器”。然而，拓扑激光器研究面临两大共性难题：1）需要光泵；2）需要外加磁场或者构建等效磁场来产生受拓扑保护的界面态激光模式。二者均显著增加了激光器系统的复杂程度、成本和功耗，降低了激光器的可靠性，阻碍了其实用化进程。针对上述难题，课题组前期利用量子能谷霍尔效应的原理，以太赫兹有源超晶格材料为增益介质，集成能谷光子晶体,通过简单的设计打破结构反对称性来产生“能谷-动量锁定”的边界传输模式，实现了拓扑界面态的片上单向传输和放大，从而首次研发出电泵浦拓扑激光器。然而该工作是多模激光器且其信噪比低，难以实现激光器出射光的光束控制。随后，来自南加州大学的科学家利用量子自旋霍尔效应，在室温条件下，实现近红外电泵浦单模激光。然而，该工作设计复杂的超大尺寸耦合环形谐振腔阵列实现拓扑边界态，其样品整体尺寸在200个波长以上，且需要耦合光栅增强激光输出和信噪比，难以实现光束调控、赋形、极化控制等高性能激光器。此外，两个工作均需要选择性地泵浦边界态，牺牲光子晶体体态增益材料，难以实现大面积集成的高功率激光器。因此，对电泵浦拓扑激光器性能的提升，如光束调控、赋形、极化控制、高功率输出等，亟待新的物理机制。团队创造性地将凝聚态中p波超导的马约拉纳零能模式引入到光子晶体体系，并利用光子类马约拉纳零能模式的辐射特性，实现了全动态范围单模输出（边模抑制比大于15dB，输出光率约1毫瓦）、柱状矢量光场调控、固态电泵浦、单片集成的太赫兹拓扑激光器。该成果的独特优势还有：（1）在不需要选择性泵浦的情况下，其发光腔体整体直径可以低至大约4个波长，是目前报道能保证毫瓦量级功率条件下最紧凑的太赫兹拓扑激光器（相对激光波长），这极大提升了该类半导体激光器在实际应用中的集成度。（2）光子马约拉纳微腔的自由光谱程(free spectral range)与腔体尺寸呈现二次方反比律[3]，这一特性使得光子马约拉纳微腔更容易在大面积条件下保持单模激光输出。团队也在电泵浦拓扑激光器体系中证实了该二次方反比律，并实现了大面积泵浦下高功率（大于9毫瓦）和单模激光输出，其功率是同等尺寸下脊形激光器的5.4倍。图1.光子马约拉纳激光器的示意图a和加工样品图b。图2.a.超胞（supercell）能带随Kekule调制相位的变化。b.类马约拉纳光子腔的相位分布及六方晶格位置与相位之间的关系。中心虚线圆包围的部分为非Kekule调制区域（non-Kekule modulated region），其半径标记为ζ，这里ζ=2a。图中显示马约拉纳光子腔的相位绕数为+1。c.相位绕数为+1的类马约拉纳光子腔的空气孔的大小分布。d,e.三维模拟的类马约拉纳光子腔的近场（Ez）与远场（Intensity）分布。图3. a，b实验测到的激光模式随泵浦电流密度变化，a.相位绕数+1，b.相位绕数-1。c.理论计算的净增益。d.实验测得的L-I-V曲线和在对应位置激光光谱。图4.远场测试。a.测试装置示意图。b,c.数值仿真和实验测试的远场光斑。d,e.加偏振片后的激光光谱和光斑。图5.大面积激光的L-I-V曲线，激光光谱，和单模性分析。

仪器信息网讯 为提高广大试验机用户的应用水平，并促进用专家、用户、厂商之间的相互交流，2012年5月16日，在CISILE 2012召开期间，由中国仪器仪表行业协会试验机分会与仪器信息网主办、北京材料分析测试服务联盟与我要测网协办的“第一届中国试验机技术论坛”在中国国际展览中心综合楼二楼204会议室成功举办。　　如下为钢研纳克检测技术有限公司试验机产品经理于兆斌先生所作报告的精彩内容：　　钢研纳克检测技术有限公司试验机产品经理于兆斌先生　　报告题目：动态断裂仪器化冲击技术在材料测试及新品种开发中的应用　　报告伊始，于兆斌先生介绍到，北京纳克分析仪器有限公司是中国钢研集团全资子公司，注册资金6000万人民币，是一家以冶金和材料检测仪器、标准样品的研制和销售为主的专业公司，在2012年1月正式更名为钢研纳克检测技术有限公司。其产品涉及试验机系列、硬度仪系列、金属原位分析仪、火花光谱仪、ICP光谱、碳硫氧氮氢分析仪、飞行时间质谱炉气分析系统、无损检测仪、在线检测系统和标准样品等。　　此外，于兆斌先生还非常自豪地说到，钢研纳克在国内已经设有27个办事处，服务网络几乎遍及全国；钢研纳克作为主要起草单位，已参与制定了8个与试验机相关的标准；十一五期间，钢研纳克取得14项科研成果，获得了14个奖项与11项专利，制修订4项国际标准；此外，钢研纳克在永丰还建立了产业基地，设有仪器化冲击试验机生产车间、光谱调试车间、气体调试车间等。　　目前，钢研纳克公司推出基于光学引伸计的新型微机控制材料试验机，该产品采用CCD动态摄像方式，实现了非接触式实时测量微小形变与全程测量，同时还可测量轴向和横向变形、自动计算材料延伸率等。这台新型微机控制材料试验机完全符合最新拉伸标准GB228-2010，解决了细丝、薄带、脆性等样品试验中形变测量不准确的技术难题。　　接下来，于兆斌先生着重介绍了动态断裂仪器化冲击技术在材料测试及新品种开发中的应用。最后指出，要发展我国重要工程的相关规范，包括动态断裂分析在内的安全评估至关重要。因为普通冲击试验不能反映断裂过程，不能满足工程需要，而仪器化冲击试验机则能够完整地反映试样的断裂过程，如钢研纳克推出的NI系列冲击试验机产品便是可供用户选择的产品之一。　　会议现场

“ 中国材料大会2019” 定于 2019 年 7 月 10 - 14 日在四川省成都市召开，会议由中国材料研究学会发起并主办。大会设 38 个分会场，1 个论坛。 会议涵盖能源材料、环境材料、先进结构材料、功能材料、材料基础研究等材料领域。 会议时间：2019 年 7 月 10 日 - 14 日会议地点：四川成都 中国西部国际博览城 扫描电镜 扫描电镜（SEM）是材料研究者的强大工具，随着产品的不断更迭与技术革新，SEM 多功能性和极高的空间分辨率使其成为许多应用中非常有价值的工具。 飞纳电镜展位号：D17能源材料 —— 锂电池 Li 是十分活泼的金属，与空气接触会迅速氧化破坏其原始的表面形貌，给析锂现象的扫描电镜表征带来不便。 飞纳台式扫描电镜推出飞纳电镜手套箱版，即将扫描电镜直接放入锂电池实验手套箱内，从锂电池拆解、到制样、观察均在手套箱内进行，完全避免了与空气等接触，保留了样品的原始形貌。 正极切片 锂电池负极 前驱体 锂电池隔膜 先进结构材料 —— 陶瓷材料 扫描电镜在陶瓷样品上的常规观察： 晶体生长机理、台阶、位错、缺陷等的研究； 成分非均匀性、壳芯结构、包裹结构的研究； 静态或动态微观裂纹或气孔的研究； 加热前后晶体合成、气化、聚合反应等研究和微区成分分析。 陶瓷断面 掺杂陶瓷陶 瓷功能元器件 飞纳电镜作为 Ciamite 2019 的展商之一，将携台式扫描电镜现场演示操作过程，大家可以携带样品进行测试哦 ^_^

液体的粘度是影响液体流动性能的重要物理性能。高粘度液体更容易因应力而变形，并且不易流动。低粘度液体更易于流动，抗应力性较差。测量粘度的两种主要方法是动态粘度和运动粘度。这些指标相互关联，但用途不同。 粘度是指液体的内部摩擦，代表分子之间的电阻大小。 运动粘度是在相同温度下流体的动态粘度与流体的密度ρ之比。它是在重力作用下流体流动阻力的量度。运动粘度的单位为（m ^ 2）/ s。运动粘度ν＝μ/ρ，μ表示液体的动态粘度，ρ表示液体的密度。 动态粘度是指使用单位距离的液体层的单位面积来产生单位流量所需的力。在单位制中，动态粘度的单位是pa.s。用于计算液体的动态粘度的公式为：μ=τ/（du / dy），其中τ是液体流每单位面积的内部摩擦阻力，而du / dy是速度梯度。 运动粘度和动态粘度是评价润滑油粘度的两个指标。动态粘度越小，低温流动性越好。相反，润滑油的低温流动性越差。运动粘度越低，润滑油粘度越低，运动粘度越大，润滑油粘度越高。运动粘度测定仪适应标准：GB/T265-88应用领域：1、电力、石油、化工、环保及科研部门 2、需测定石油产品运动特性的油品。3、对油品的运动粘度粘数常规使用注意事项和特性粘数的测试。 运动粘度测定仪适用于测定液体石油产品的运动粘度。运动粘度表示液体在重力作用下流动时内摩擦力的量度，其值为相同温度下的动力粘度与其密度之比。是对油品等级及质量鉴别的重要理化性能指标之一。在实际应用中，选择合适粘度的润滑油品，可以保证机械设备正常、可靠地工作。仪器特点1、电脑控温、计时、恒温、水浴等部分组成。 恒温浴为小缸体圆缸、双层、浴内温度分布均匀，控温效果优良。2、液晶屏幕中文显示，人机对话界面，对预置温度、试验时间等参数，菜单提示式输入，执行元件采用 SSR，其特点无触点，无动作噪声，无火花，耐振动，长寿命。3、加热器及导流筒等浴内部件采用不锈钢制作，耐腐耐用。4、采用有光源，光线亮度好，节能寿命长。5、自动计算毛细管常数与测试时间平均值的乘积；控温精度高，准确度好。6、可以计时试样运动时间，自动计算运动粘度的最终结果。技术参数测量范围：0～10000mm2/s控温设置：室温～99.9℃任意设置装卡毛细管数量：4 支恒温精度：±0.1℃试样量：10ml 加热器功率：800W工作电源：AC220V±10% 50Hz环境温度：室温～35℃重 量： 25k

2023年5月17-19日，第十六届科学仪器发展年会（ACCSI 2023）在北京怀柔雁栖湖会展中心成功举办。会议期间，仪器信息网特别推出“国产科学仪器腾飞行动”展区。该展区全面展现了10年来仪器信息网在助力国产科学仪器发展方面做出的成绩。展区共分为三个模块，分别为产品篇（国产好仪器）、企业篇（创新100）、标准篇（企业标准“领跑者”）。 除了展现“国产科学仪器腾飞行动”风采，现场同期展出了16台入选“国产好仪器”名录的产品。展会期间，北京市人民政府副秘书长刘印春及怀柔区政府相关领导对展区及相关国产好仪器进行参观，并充分肯定了仪器信息网在推动国产仪器发展方面的工作和成绩。 以上内容选自仪器信息网凯尔测控试验系统（天津）有限公司很荣幸受邀参加了本次“国产科学仪器腾飞”活动，作为国产好仪器疲劳试验机企业代表，展示了获得“国产好仪器”的产品高频动态疲劳试验机 M-12000 凯尔测控是一家专业从事开发、生产、销售各类力学试验系统的国家高新技术企业，自2008年成立以来一直致力于发展新的测试方法，已申请授权与转让专利29项，软件著作权45项。先后与清华大学、北京大学、中科院金属所、中国工程物理研究院等国内著名高校、科研院所及军工单位建立密切合作，持续在航空、航天、核电等关键领域进行技术研发与投入。公司拥有各类力学性能试验机四个系列四十余个品种，主导产品电磁式疲劳试验系统、原位力学试验系统、原位双轴力学试验系统、拉扭多轴疲劳试验机等先进测试系统均有效填补国内空白，是国内疲劳试验测试系统的领军企业。 企业自2008年成立以来，根据仪器市场需求，不断创新出多种试验机机型，与国内著名高校、科研院所、央企保持紧密合作关系，公司的测试设备和测试技术用于航空、航天、核电等大国重器的制造研发。随着新材料的广泛应用，市场对各类材料可靠性能、疲劳性能、力学性能的测试需求更加旺盛。

背景介绍随着可溶液加工激光增益材料的不断发展与改进，该类型的激光器在生物医学治疗、柔性可穿戴设备、通信及军事设备等领域的应用也在不断突破。然而，增益材料的毒性、成本和稳定性问题日益显著，这些问题是增益材料在微/纳激光领域可持续发展的主要障碍。因此，寻找低毒、低成本、高稳定性的激光材料成为该领域内的重要的任务。研究出发点碳点（CDs）作为一种环境友好、稳定性优良、制备成本低及荧光性能优异的碳基纳米材料，近年来引起了人们广泛的研究兴趣。基于CDs激光增益介质的研究不断被报道，并且逐渐走向实际应用。虽然这些早期的研究促进了CDs激光的发展，并证明了CDs是一种优异的激光增益介质。然而，跨度广的全彩色激光，尤其是近红外激光器，一直难以实现。考虑到近红外激光器在空间光通信、激光雷达、夜视，特别是临床成像和治疗等方面的广阔应用前景，开发高性能的近红外CDs激光具有重要意义。此外，CDs激光缺乏系统性的研究，这些研究可以指导CD激光材料的开发，并有助于推动其实际应用的发展。全文速览在此背景下，郑州大学卢思宇课题组合成了具有明亮蓝色、绿色、黄色、红色、深红色和近红外荧光（分别标记为B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs）的全色CDs（FC-CDs）的制备，其PL峰值波长范围为431至714 nm。CDs的低含量sp3杂化碳、高PLQY和短荧光寿命是影响其激光性能的重要因素。结果表明，这些FC-CDs的半高宽明显较窄，在44 ~ 76 nm之间；同时，辐射跃迁速率KR为0.54 ~ 1.74 × 108 s−1，与普通有机激光材料相当，表明FC-CDs具有良好的增益潜力。激光泵浦实验证实了这一点，成功实现了从467.3到705.1 nm宽范围（238 nm）可调的CDs激光出射，覆盖了国家电视标准委员会（NTSC）色域面积的140%。结果表明，CDs具有较高的Q因子、可观的增益系数和较好的稳定性。最后，利用这些FC-CDs激光作为光源，实现了高质量的彩色无散斑激光成像和动态全息显示。此项工作不仅扩大了CDs激光的发射范围，而且为实现多色激光显示和成像提供了有益的参考，是推动CDs激光发展和实际应用的重要一步。文章以“Carbon Dots with Blue-to-Near-Infrared Lasing for Colorful Speckle-Free Laser Imaging and Dynamical Holographic Display”为题发表在Advanced Materials上，第一作者为张永强博士。图文解析图1a-f为其透射电子显微镜照片，显示出B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs为球形或准球形颗粒，平均粒径分别为3.09、3.24、3.76、3.25、4.25和5.98 nm。高分辨率透射电镜（HRTEM）显示，所有CDs的面内晶格间距为0.21 nm，这可归因于石墨烯的（100）面。值得注意的是，NIR-CDs是由单分散CD聚集而成的。B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs的X射线衍射（XRD）峰分别位于20°、22°、22.8°、27°、23°和23.5°。这些值近似于石墨（002）平面25°和层间距（0.34 nm）处的衍射峰。通常，对于脂肪族前驱体，制备的CDs的XRD峰在21°左右，晶格间距比0.34 nm更宽这是因为脂肪族前体在炭化过程中更容易将含氧和含氮杂原子基团引入共轭面，从而扩大了面内间距。R-CDs在27°处有一个清晰的尖锐衍射峰，表明两步溶剂热处理产生了良好的结晶度。此外，NIR-CDs在31.7°和45.5°处有两个尖峰，这两个峰属于NIR-CDs中残留的离子液体（IL），IL具有聚集单分散CDs的功能，有助于形成聚集的颗粒。傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）进一步收集了的结构成分信息（图1h和i）。光谱在3425和3230 cm−1附近显示出广泛的吸收特征，证实了-OH和-NH2的存在。1710和1630 cm−1附近的强信号与C=O拉伸振动有关，1570、1386、1215和1145 cm−1处的峰是由C=C、C-N和C-O- C拉伸振动引起的。这些结果表明，所有的FC-CDs都是由sp2/sp3杂化芳香结构形成的，这些杂化芳香结构在表面被含有杂原子（O和N）的极性基团修饰，这些基团使CDs在极性溶剂中具有良好的溶解性。图1中完整的XPS扫描显示，FC-CDs主要含有碳、氮和氧。高分辨率C 1s在C=C、C-N/C-O/（C-S）和C=O分别为284.6、286.6和288.3 eV处呈现出三个峰。N 1s分别在399.0、399.9和401.4 eV处显示吡啶、吡啶和石墨的N掺杂。O 1s光谱中C=O和C-O基团的峰分别位于531.4 eV和533 eV左右。这些XPS结果与FTIR分析一致。图1 形貌与化学成分表征。（a）B-CDs，（b）G-CDs，（c）Y-CDs， （d）R-CDs，（e）DR-CDs和（f）NIR-CDs；右上方的插图是相应的粒径分布，右下方的插图是单个颗粒的高分辨率TEM（HRTEM）图像。（g）XRD图谱，（h）FTIR谱，（i）XPS全扫描谱图。图2a-f显示了紫外照射下FC-CDs的亮蓝色、绿色、黄色、红色、深红色和近红外荧光，其发射峰分别位于431、526、572、605、665和714 nm。这些PL谱都表现出独立于激发波长的行为。它们的PLQY分别为64.9%、91.2%、41.2%、51.6%、28.3%和37.9%。此外，对于B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs，其PL光谱的半高全宽（FWHM）分别为0.46、0.19、0.18、0.24、0.20和0.14 eV。XPS分析sp3杂化碳含量分别为17.09%、9.01%、11.78%、16.78%、6.26%和11.41%。Yan等人的第一性原理计算表明，C-N、C-O和C-S基团可以导致局域化电子态，并在n -π*间隙中产生许多新的能级。这些sp3杂化碳相关激发能级的密度与C-N、C-O和C-S基团的含量呈正相关，决定了PL光谱的FWHMs。因此，CDs的PL光谱FWHMs可以通过sp3杂化碳的含量来控制。这些CDs的紫外-可见吸收峰存在于高、低两个不同的能带区，分别归因于芳香sp2结构域C=C的π -π*跃迁和CDs表面与C=O相关的不同表面态的n -π*跃迁。图2g显示了FC-CDs溶液的PL光谱的CIE坐标覆盖了NTSC标准色域面积的97.2%，意味着FC-CDs在显示中的具有良好的应用潜力。FC-CDs的时间分辨PL（TRPL）谱显示其荧光寿命分别为12.09、5.24、3.60、3.87、2.43和2.44 ns（图2h）。这些高PLQY、窄发射带和快速的PL衰减寿命的特性都有利于受激辐射（SE）。为了评估CDs的激光增益能力，结合公式（1）和（2）计算了ASE的相关参数。ASE阈值与爱因斯坦系数B和SE截面（σem）成反比:KR = φ / τ, （1） σem（λ）= λ4g（λ）/ 8πn2cτ, （2）B ∝ （c3/8πhν03）KR, （3）其中φ为PLQY，τ为平均荧光寿命，λ为发射波长，n为折射率，c为光速，g（λ）是自发辐射的线性函数，表示为g（λ）dλ = φ，h 为普朗克常数，ν0 为光频率，c 为光速。因此，KR值分别为0.54、1.74、1.14、1.33、1.16和1.55 × 108 s−1（图2i）。计算得到的最大的σem分别为1.46、16.59、13.38、15.45、19.51和38.66 × 10−17 cm2（图2i）。这些值与普通有机激光材料的值相似，表明这些CDs具有优良的增益潜力。基于上述分析，我们认为实现CDs激光有两个重要的因素。首先，需要集中的激发态能级来收集大量的具有相同能量的激发态电子，这有利于粒子数反转。其次，处于激发态能级的电子需要在高KR下跃迁回基态，这样统一的快速过程有利于光放大。这两个因素都可以通过精准的合成来控制：通过减少CDs中sp3杂化碳的含量来获得集中的激发能级，通过增加CDs的PLQY同时降低荧光寿命来获得高KR。 图2 光学表征。（a）B-CDs、（b）G-CDs、（c）Y-CDs、（d）R-CDs、（e）DR-CDs和（f）NIR-CDs的吸收光谱和PL发射光谱，插图为对应CDs溶液在紫外灯照射下的光学图片，，线标签表示激发波长，单位为nm。（g）CDs发光光谱的CIE色坐标。（h）FC-CDs的TRPL光谱和（i）KR和最大σem。采用激光泵浦对FC-CDs的激光性能进行了表征。图3a、c、e、g、i和k分别为不同泵浦强度下的B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs的发射光谱，显示出在467.3、533.5、577.4、616.3、653.5和705.1 nm处的出现尖峰；输出在可见光区域的跨度为238 nm（图3m）。在垂直于泵浦激光器和比色皿端面的方向上观察到这些FC-CDs产生的远场激光光斑（图4a、c、e、g、i和k的插图），表明激光发射的产生。随着泵浦影响的增加，FWHMs从大约60 nm急剧下降到~5 nm。这些发射光谱表明，泵浦强度的增加使发射强度急剧增加，峰的FWHM迅速窄化。为了明确发射峰强度、FWHMs和泵浦强度之间的量化关系，图3b、d、f、h、j和l绘制了相关曲线。它们都表现出明显的拐点：对于拐点以下的泵浦强度，FWHMs和输出发射强度的强度变化不明显，但在拐点以上增加泵浦能量，FWHMs急剧窄化，发射峰值强度急剧增加，其斜率与拐点以下大不相同。拐点表示激光的阈值，B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs的激光阈值分别为319.84、35.89、53.31、11.10、43.90和17.88 mJ cm−2。考虑到这种激光泵浦中无反光镜体系，这些阈值也是合理的。为了评估FC-CDs的激光阈值水平，我们还使用相同的激光泵浦设置测量了罗丹明6G （Rh6G），其激光阈值为32 mJ cm−2，表明FC-CDs具有与常用激光染料相近的激光阈值。为了评估全色激光器的性能和商业化潜力，研究了其CIE颜色坐标、Q因子、增益系数（g）和稳定性。B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs的激光光谱对应的CIE色坐标分别为（0.131，0.047）、（0.178，0.822）、（0.494，0.505）、（0.684，0.315）、（0.728，0.272）和（0.735，0.265）（图3n）。所形成的封闭区域可以达到NTSC色域面积的140%，表明FC-CDs在全彩色激光显示中的巨大潜力。对于B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs，各自的激光线宽分别为0.17、0.13、0.11、0.21、0.21和0.34 nm，相应的Q因子（Q = λp/∆λp，其中λp为激光峰波长，∆λp为激光线宽）分别为2748.8、4103.8、5249.1、2920.5、3111.9和2073.8，这些值目前位于可溶液加工激光器中的前列。这些发现表明，我们的FC-CDs的激光器在激光质量上具有相当大的优势，这有利于其实际应用。光学增益系数量化了荧光材料实现激光发射的能力，可以用变条纹长度法来计算光学增益系数。激光输出强度可表示为：I（l） = （IsA/g） [exp（gl）-1], （4）其中I（l）为从样品边缘监测到的发射强度，IsA描述了与泵浦能量成正比的自发发射，在固定的泵浦能量下为常数，l为泵浦条纹的长度，g为净增益系数。图3p显示了在2倍激光阈值下，输出发射强度与激发条纹长度的关系。B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs的增益系数分别为8.9、24.7、17.1、16.0、13.5和21.5 cm−1。这些结果与大多数有机激光材料相当甚至更优，表明这些FC-CDs具有良好的增益特性。稳定性也是评估激光器时的一个重要考虑因素。在2倍激光阈值下连续泵浦FC-CDs激光，G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs连续工作7、7、5.5、5.5和4 h后，激光强度分别为初始激光强度的0.97、0.97、1、0.98、1.03倍（图4）。在CDs的2倍激光阈值下，将相近激光波长的常用商用激光染料与相应的CDs进行了稳定性比较。香豆素153 （541 nm）、Rh6G （568 nm）、RhB （610 nm）、Rh640 （652 nm）和尼罗蓝690 （695 nm）的激光强度分别下降到初始强度的0.60、0.84、0.89、0.76和0.73倍。对于B-CDs，激光阈值大约比其他CDs高一个数量级；在泵浦的0.6 h时，激光输出逐渐降至零。相比之下，香豆素461 （465 nm）的激光在0.2 h的操作时间内消失。与以往的文献相比，本工作对CDs激光进行了更全面的研究，该激光器具有从蓝色覆盖到近红外区域的宽可调激光范围、高增益系数、高Q因子、良好的辐射跃迁率、可观的增益系数和优异的稳定性。这些参数都处于CDs激光的前沿。图3 激光稳定性。（a）B-CDs、（b）G-CDs、（c）Y-CDs、（d）R-CDs、（e）DR-CDs和（f）NIR-CDs与具有相近激光波长的商用有机激光染料在相应CDs的两倍激光阈值下的稳定性对比。FC-CDs的上述独特激光特性使其能够实现比传统热光源更亮的照明和色域更宽的全色激光成像。图4a-f分别为以B-CDs、G-CDs、Y-CDs、R-CDs、DR-CDs和NIR-CDs激光为光源对分辨率板（1951USAF）照射后的光学成像。利用互补金属氧化物半导体（CMOS）相机观测到的图像强度分布均匀、清晰、无散斑。作为对比，我们也使用商用激光器作为成像光源，使用波长为532 nm的连续波激光器和脉冲（7 ns, 10 Hz）激光器分别产生如图4g和h所示的光学图像，具有明显的激光散斑。从根本上说，这是由于图像质量受到激光高相干性带来的斑点的限制。我们进一步展示了这些CDs激光在全息显示中的潜在适用性，全息显示被认为是在3D空间中重建光学图像的最现实的方法之一，并且作为下一代显示平台为用户提供更深入的沉浸式体验而受到广泛关注。图4i为其实验设置。将CDs激光作为照明源照射到空间光调制器（SLM）上，在SLM上加载不同相位掩模（全息图）以重建全息显示所需的图案，在本例中为郑州大学的徽标。徽标分为三个部分，每个部分都可以使用B-CDs、G-CDs、和R-CDs出射的激光进行全息成像（图4j）。第一行是设计好相位掩模并输入SLM的原始图像。第二到第四行分别是CMOS相机在B-CDs、G-CDs、和R-CDs激光照射下拍摄的光学图像。第一列显示了会徽作为一个整体，并被分成几个部分。不同的组件可以简单地组合起来，以获得完整的彩色徽标（图4k）。这些静态图像具有高分辨率和高对比度，为了更接近实际应用，我们制作了一系列不同运动姿势的人物彩色全息图像，以获得彩色动态人物视频。图4l中的第一行给出了这些运动姿势的原始图片。第二至第四行分别显示了在B-CDs、G-CDs、和R-CDs激光照射下每个运动姿势不同部位的独立全息图像。然后将每个运动姿势的不同颜色部分合并到图41的第五行中。然后以每秒3帧的速度将从左到右依次输出，从而实现动态全息显示。虽然成像质量和显示方案还需改进，但我们的实验证明了未来基于CDs的激光成像的可行性。图4 基于FC-CDs激光的无散斑全彩色激光成像和彩色全息显示。（a）B-CDs、（b）G-CDs、（c）Y-CDs、（d）R-CDs、（e）DR-CDs和（f）NIR-CDs激光，以及（g）连续波激光器（532 nm）和（h）脉冲激光器（7 ns, 10 Hz，532 nm）的商用激光源下的1951USAF的光学图像，标尺均为100 μm。（i）以CDs激光为光源的全息显示器实验装置（S1、S2、A、P分别为狭缝1、狭缝2、衰减器和偏振器；L1-L4分别为焦距40、100、100、50 mm的镜头 圆柱透镜的焦距为100 mm）。（j）郑州大学校徽全息静态展示。（k）为（j）中部分成像合并后的彩色徽标。（l）运动角色的全息动态显示。全息显示器中的比例尺都是1 mm。总结与展望综上所述，在无反光镜体系的光泵浦中，FC-CDs实现了467.3、533.5、577.4、616.3、653.5和705.1 nm的波长可调谐随机激光发射，从蓝色到近红外区跨越238 nm，覆盖了NTSC色域的140%。sp3杂化碳的低含量在n -π*隙中引入了集中的激发态能级，从而实现了较窄的FWHMs和粒子数反转，高KR（高PLQY和小寿命）有利于光放大。这两个因素决定了FC-CDs的激光增益特性，在CDs激光阈值的2倍能量泵浦下，FC-CDs也表现出高Q因子、可观的增益系数和比普通商业有机染料更好的稳定性。最后，我们成功地演示了使用这些FC-CDs激光作为光源的彩色无散斑激光成像和高质量的动态全息显示。我们的研究结果扩展了CDs激光的波长范围，提供了对其激光性能的全面评估，并为全彩色激光成像和显示应用打开了大门，从而显著促进了可溶液加工的CDs基激光器的实际应用和发展。文献链接：https://doi.org/10.1002/adma.202302536